KR20100028031A - Methods for improving protein properties - Google Patents

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KR20100028031A
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protease
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볼프강 애레
루이스 구스타보 카스카오-페레이라
주니어 제임스 티 켈리스
앤드류 쇼
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다니스코 유에스 인크.
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Abstract

The present invention provides methods for engineering proteins to optimize their performance under certain environmental conditions of interest. In some embodiments, the present invention provides methods for engineering enzymes to optimize their catalytic activity under particular environmental conditions. In some preferred embodiments, the present invention provides methods for engineering enzymes to optimize their catalytic activity and/or stability under adverse environmental conditions. In some preferred embodiments, the present invention provides methods for engineering enzymes to optimize their storage stability, particularly under adverse environmental conditions. In some preferred embodiments, the present invention provides methods for altering the net surface charge and/or surface charge distribution of enzymes (e.g., metalloproteases) to obtain enzyme variants that demonstrate improved performance and/or stability in detergent formulations as compared to the starting or parent enzyme.

Description

단백질 특성의 개선 방법 {METHODS FOR IMPROVING PROTEIN PROPERTIES} How to improve protein properties {METHODS FOR IMPROVING PROTEIN PROPERTIES}

관련 출원에 대한 교차 참조 Cross Reference to Related Applications

본 발명은 그 전문이 본원에 참고문헌으로 포함되는 미국 가출원 일련 번호 제 60/933,307, 60/933,331 및 60/933,312 호 (2007년 6월 6일에 출원)에 대해 우선권을 주장한다.The present invention claims priority to US Provisional Serial Nos. 60 / 933,307, 60 / 933,331 and 60 / 933,312, filed June 6, 2007, which are incorporated by reference in their entirety.

본 발명은 특정한 관심 환경 조건 하에 단백질의 성능이 최적화되도록 단백질을 조작하는 방법을 제공한다. 일부 구현예에서, 본 발명은 특정 환경 조건 하에 효소의 촉매 활성이 최적화되도록 효소를 조작하는 방법을 제공한다. 일부 바람직한 구현예에서, 본 발명은 반대되는 환경 조건 하에서 효소의 촉매 활성 및/또는 안정성이 최적화되도록 효소를 조작하는 방법을 제공한다. 일부 바람직한 구현예에서, 본 발명은 특히 반대되는 환경 조건 하에 효소의 저장 안정성이 최적화되도록 효소를 조작하는 방법을 제공한다. 일부 바람직한 구현예에서, 본 발명은 출발 또는 모체 효소와 비교하여 세제 제형에서 개선된 성능 및/또는 안정성을 나타내는 효소 변이체가 수득되도록 효소 (예를 들어 메탈로프로테아제)의 순 표면 전하 및/또는 표면 전하 분포를 변경하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method of engineering a protein such that the performance of the protein is optimized under specific environmental conditions of interest. In some embodiments, the present invention provides a method of engineering an enzyme to optimize the catalytic activity of the enzyme under certain environmental conditions. In some preferred embodiments, the present invention provides a method of engineering an enzyme such that the catalytic activity and / or stability of the enzyme under opposing environmental conditions is optimized. In some preferred embodiments, the present invention provides a method of engineering an enzyme such that the storage stability of the enzyme is optimized under particularly opposing environmental conditions. In some preferred embodiments, the present invention provides a net surface charge and / or surface of an enzyme (eg metalloprotease) such that an enzyme variant is obtained that exhibits improved performance and / or stability in detergent formulations as compared to the starting or parent enzyme. Provides a way to alter the charge distribution.

그의 자연 환경 외부에서는 단백질 기능의 특성이 종종 차선이 된다. 예 를 들어, 효소 (예를 들어 프로테아제, 리파아제, 아밀라아제, 셀룰라아제 등)는 세탁 세제에서 섬유의 오염물을 세정하는데 종종 사용되며, 이는 전형적으로 활성 성분의 복잡한 조합물을 포함한다. 사실상, 대부분의 세정 제품은 계면활성제 시스템, 표백제, 세척 강화제 (builder), 거품 억제제 (suds suppressor), 오염물-현탁화제 (soil-suspending agent), 방오제, 형광 증백제, 유연제, 분산제, 염료 이동 억제 화합물, 연마제, 살균제 및 방향제 뿐만 아니라 세정용 효소를 포함한다. 따라서, 현재 세제의 복잡성에도 불구하고, 부분적으로는 차선의 효소 성능으로 인해, 완전히 제거하기 어려운 오염물이 많이 있다. 효소 개발에 있어서 많은 연구가 있었음에도 불구하고, 특정 용도 및 조건을 위해 단백질을 조작하는 방법이 당업계에서 필요하다. 실제로, 상업적인 적용에서 그의 성능을 최적화하기 위해 다른 정전기적 특성을 빠르게 그리고 조직적으로 맞추는 방법이 당업계에 필요하다. 특히, 세정 용액에서의 개선된 활성, 안정성 및 용해성을 제공하기 위해, 리파아제, 아밀라아제, 큐티나아제, 만난아제, 산환환원효소, 셀룰라아제, 펙티나아제, 프로테아제 및 기타 효소를 포함하나 이에 제한되지 않는 산업상 유용한 효소를 조작하는 방법이 당업계에 필요하다.Outside of his natural environment, the properties of protein functions are often suboptimal. For example, enzymes (eg proteases, lipases, amylases, cellulases, etc.) are often used to clean contaminants of fibers in laundry detergents, which typically comprise complex combinations of active ingredients. In fact, most cleaning products include surfactant systems, bleaches, wash builders, suds suppressors, soil-suspending agents, antifouling agents, fluorescent brighteners, softeners, dispersants, dye transfers. Inhibitory compounds, abrasives, fungicides and fragrances as well as cleaning enzymes. Thus, despite the complexity of current detergents, there are many contaminants that are difficult to remove completely, in part due to suboptimal enzyme performance. Despite much research in enzyme development, there is a need in the art for methods of engineering proteins for specific uses and conditions. Indeed, there is a need in the art for methods of quickly and systematically tailoring other electrostatic properties to optimize their performance in commercial applications. In particular, but not limited to, lipase, amylase, cutinase, mannanase, acid reduction enzymes, cellulase, pectinase, proteases and other enzymes to provide improved activity, stability and solubility in cleaning solutions. There is a need in the art for methods of engineering industrially useful enzymes.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명은 특정 관심 환경 조건 하에서 단백질의 성능이 최적화되도록 단백질을 조작하는 방법을 제공한다. 일부 구현예에서, 본 발명은 특정 환경 조건 하에서 효소의 촉매 활성이 최적화되도록 효소를 조작하는 방법을 제공한다. 일부 바람직한 구현예에서, 본 발명은 반대되는 환경 조건 하에서 효소의 촉매 활 성 및/또는 안정성이 최적화되도록 효소를 조작하는 방법을 제공한다. 일부 바람직한 구현예에서, 본 발명은 특히 반대되는 환경 조건 하에서 효소의 저장 안정성이 최적화되도록 효소를 조작하는 방법을 제공한다. 일부 바람직한 구현예에서, 본 발명은 출발 또는 모체 효소와 비교하여 세제 제형에서의 개선된 성능 및/또는 안정성을 나타내는 효소 변이체가 수득되도록 효소 (예를 들어 메탈로프로테아제)의 순 표면 전하 및/또는 표면 전하 분포를 변경하는 방법을 제공한다. The present invention provides a method of engineering a protein such that the performance of the protein is optimized under certain environmental conditions of interest. In some embodiments, the present invention provides a method of engineering an enzyme to optimize the catalytic activity of the enzyme under certain environmental conditions. In some preferred embodiments, the present invention provides a method of engineering an enzyme to optimize the catalytic activity and / or stability of the enzyme under opposing environmental conditions. In some preferred embodiments, the present invention provides a method of engineering an enzyme such that the storage stability of the enzyme is optimized under particularly opposing environmental conditions. In some preferred embodiments, the present invention provides a net surface charge and / or an enzyme (eg metalloprotease) such that an enzyme variant is obtained that exhibits improved performance and / or stability in detergent formulations as compared to the starting or parent enzyme. It provides a method of changing the surface charge distribution.

본 발명은 하기 단계를 포함하는, 개선된 단백질 변이체를 생성하는 방법을 제공한다: 제 1 특성의 제 1 시험 및 제 2 특성의 제 2 시험에서 다수의 단일-치환된 단백질 변이체를 시험하는 단계, 여기서 모체 단백질의 특성은 각각의 시험에서 1.0 값으로 주어지고, 유리한 제 1 또는 제 2 특성은 1.0 초과의 값을 가지고, 과도하게 불리한 제 1 또는 제 2 특성은 약 0.80 미만, 또는 일부 바람직한 구현예에서 약 0.60 미만의 값을 가짐; 유리한 제 1 특성과 연관되고 과도하게 불리한 제 2 특성과는 연관되지 않는 단일-치환된 단백질 변이체 중 하나 이상에서의 치환을 확인하는 단계; 유리한 제 2 특성과 연관되고 과도하게 불리한 제 1 특성과는 연관되지 않는 단일-치환된 단백질 변이체 중 하나 이상에서의 치환을 확인하는 단계; 이전 단계로부터의 치환을 단백질에 도입하여 다중-치환된 단백질 변이체를 수득하는 단계. 일부 구현예에서, 상기 방법은 추가로, 제 1 시험 및 제 2 시험에서 다중-치환된 단백질을 시험하는 단계를 포함하는데, 개선된 단백질 변이체가 상기 제 1 및 제 2 시험 모두에서 1.0 초과의 값을 달성하거나, 또는 제 1 시험에서 1.0 초과의 값을 달성하고 제 2 시험에서 0.80 내지 1.0의 값을 달성한다. 일부 추가 적인 구현예에서, 방법은 개선된 단백질 변이체(들)를 생성하는 것을 추가적으로 포함한다. 일부 구현예에서, 제 1 및 제 2 특성은 역 (negatively) 상관 관계가 있다. 일부 추가적인 구현예에서, 유리한 제 1 또는 제 2 특성은 약 1.2 초과의 값을 갖는다. 일부 추가적인 구현예에서, 과도하게 불리한 제 1 및 제 2 특성은 약 0.40 미만의 값을 갖는다. 일부 바람직한 구현예에서, 제 1 특성은 안정성이고, 제 2 특성은 세척 성능이다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 안정성은 세제에서의 안정성을 포함하며, 세척 성능은 세제에서의 혈액 우유 잉크 (BMI) 세척 성능을 포함한다. 일부 추가적인 바람직한 구현예에서, 단백질은 중성 메탈로프로테아제이다. 일부 추가적인 구현예에서, 모체 단백질은 중성 메탈로프로테아제의 야생형 성숙 형태인 반면, 다른 구현예에서 변이체는 바실라세아에 과 (family Bacillaceae)의 중성 메탈로프로테아제에서 유래한다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 변이체는 바실러스 속 (genus Bacillus)의 중성 메탈로프로테아제에서 유래한다. 더 추가적인 구현예에서 세척 성능은 5 내지 12.0의 pH를 갖는 액체 세제 조성물 또는 분말에서 시험된다. 일부 추가적인 구현예에서 세척 성능은 염기성 pH를 갖는 냉수 액체 세제에서 시험된다. 더 추가적인 구현예에서, 치환 중 하나 이상은 모체 중성 메탈로프로테아제에 관해 0, -1 또는 -2의 순 전하 변화를 포함하는 반면, 일부 대안적인 구현예에서 치환 중 하나 이상은 모체 중성 메탈로프로테아제에 관해 +1 또는 +2의 순 전하 변화를 포함한다. 임의 적합한 순서가 본 발명에서 사용되기 때문에, 단계가 상기 나열한 정확한 순서에 제한되는 것으로 의도되지는 않는다. 일부 바람직한 구현예에서, 개선된 프로테아제 변이체는 모체 중성 메탈로프로테아제에 관해 + 1 또는 +2의 순 전하 변화를 갖는다. 더 추가적인 구현예에서, 치환은 약 50% 초과의 용매 접근가능 표면 (SAS)을 갖는 모체 중성 메탈로프로테아제에서의 위치에 있다. 더욱 추가적인 구현예에서, 모체 중성 메탈로프로테아제에서의 하나 이상의 위치는 약 65% 이상의 용매 접근가능 표면 (SAS)을 갖는 위치이다.The present invention provides a method of producing an improved protein variant, comprising: testing a plurality of single-substituted protein variants in a first test of a first property and a second test of a second property, Wherein the property of the parent protein is given a value of 1.0 in each test, the advantageous first or second property has a value greater than 1.0, the excessively disadvantageous first or second property is less than about 0.80, or some preferred embodiments Having a value of less than about 0.60; Identifying a substitution in one or more of the mono-substituted protein variants that are associated with the advantageous first property and not excessively disadvantageous the second property; Identifying a substitution in one or more of the mono-substituted protein variants associated with the second advantageous property and not associated with the overly adverse first property; Introducing a substitution from the previous step into the protein to obtain a multi-substituted protein variant. In some embodiments, the method further comprises testing the multi-substituted protein in the first test and the second test, wherein the improved protein variant has a value greater than 1.0 in both the first and second tests. Or a value greater than 1.0 in the first test and a value between 0.80 and 1.0 in the second test. In some additional embodiments, the method further comprises generating an improved protein variant (s). In some embodiments, the first and second characteristics are negatively correlated. In some further embodiments, the advantageous first or second property has a value greater than about 1.2. In some further embodiments, the first and second characteristics that are excessively disadvantageous have a value of less than about 0.40. In some preferred embodiments, the first property is stability and the second property is wash performance. In some particularly preferred embodiments, stability includes stability in detergents and cleaning performance comprises blood milk ink (BMI) cleaning performance in detergents. In some further preferred embodiments, the protein is a neutral metalloprotease. In some additional embodiments, the parent protein is a wild type mature form of the neutral metalloprotease, while in other embodiments the variant is derived from the neutral metalloprotease of the family Bacillaceae. In some particularly preferred embodiments, the variants are derived from neutral metalloproteases of the genus Bacillus. In still further embodiments the wash performance is tested in a liquid detergent composition or powder having a pH of 5 to 12.0. In some further embodiments the wash performance is tested in a cold water liquid detergent having a basic pH. In still further embodiments, at least one of the substitutions comprises a net charge change of 0, -1, or -2 relative to the parent neutral metalloprotease, while in some alternative embodiments at least one of the substitutions is parent neutral metalloprotease With a net charge change of +1 or +2. Since any suitable order is used in the present invention, it is not intended that the steps be limited to the exact order listed above. In some preferred embodiments, the improved protease variants have a net charge change of +1 or +2 relative to the parent neutral metalloprotease. In still further embodiments, the substitution is in position at the parent neutral metalloprotease having more than about 50% solvent accessible surface (SAS). In still further embodiments, the one or more positions in the parent neutral metalloprotease are positions having at least about 65% solvent accessible surface (SAS).

본 발명은 하기 단계를 포함하는, 개선된 프로테아제 변이체를 생성하는 방법을 제공한다: 제 1 특성의 제 1 시험 및 제 2 특성의 제 2 시험에서 다수의 단일-치환된 프로테아제 변이체를 시험하는 단계, 여기서 모체 프로테아제의 특성은 각각의 시험에서 1.0의 값으로 주어지고, 유리한 제 1 또는 제 2 특성은 1.0 초과의 값을 가지고, 과도하게 불리한 제 1 또는 제 2 특성은 약 0.80 미만, 또는 일부 바람직한 구현예에서는 약 0.60 미만의 값을 가짐; 유리한 제 1 특성과 연관되고 과도하게 불리한 제 2 특성과는 연관되지 않는 단일-치환된 프로테아제 변이체 중 하나 이상에서의 치환을 확인하는 단계; 유리한 제 2 특성과 연관되고 과도하게 불리한 제 1 특성과는 연관되지 않는 단일-치환된 프로테아제 변이체 중 하나 이상에서의 치환을 확인하는 단계; 이전 단계로부터의 치환을 프로테아제에 도입하여 다중-치환된 프로테아제 변이체를 수득하는 단계. 일부 구현예에서, 상기 방법은 추가로, 제 1 시험 및 제 2 시험에서 다중-치환된 프로테아제 변이체를 시험하는 단계를 포함하는데, 개선된 단백질 변이체가 상기 제 1 및 제 2 시험 모두에서 1.0 초과의 값을 달성하거나, 또는 제 1 시험에서 1.0 초과의 값을 달성하고 제 2 시험에서 0.80 내지 1.0의 값을 달성한다. 일부 추가적인 구현예에서, 상기 방법은 또한 개선된 프로테아제 변이체(들)를 생성하는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 제 1 및 제 2 특성은 역상관 관계가 있다. 일부 추가적인 구현예에서, 유리한 제 1 또는 제 2 특성은 약 1.2 초과의 값을 갖는다. 일부 추가적인 구현예에서, 과도하게 불리한 제 1 또는 제 2 특성은 약 0.40 미만의 값을 갖는다. 일부 바람직한 구현예에서, 제 1 특성은 안정성이고, 제 2 특성은 세척 성능이다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 안정성은 세제에서의 안정성을 포함하며, 세척 성능은 세제에서의 혈액 우유 잉크 (BMI)의 세척 성능을 포함한다. 일부 추가적으로 바람직한 구현예에서, 프로테아제는 중성 메탈로프로테아제이다. 일부 추가적인 구현예에서, 모체 프로테아제는 중성 메탈로프로테아제의 야생형 성숙 형태인 반면, 다른 구현에에서 변이체는 바실라세아에 과의 중성 메탈로프로테아제에서 유래한다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 변이체는 바실러스 속의 중성 메탈로프로테아제에서 유래한다. 더 추가적인 구현예에서 세척 성능은 pH 5 내지 12.0을 갖는 액체 세제 조성물 또는 분말에서 시험된다. 일부 추가적인 구현예에서, 세척 성능은 염기성 pH를 갖는 냉수 액체 세제에서 시험된다. 더 추가적인 구현예에서, 치환 중 하나 이상이 모체 중성 메탈로프로테아제에 관해 0, -1 또는 -2의 순 전하 변화를 포함하는 반면, 일부 대안적인 구현예에서 치환 중 하나 이상은 모체 중성 메탈로프로테아제에 관해 +1 또는 +2의 순 전하 변화를 포함한다. 임의 적합한 순서가 본 발명에서 사용되기 때문에, 단계가 상기 나열한 정확한 순서에 제한되는 것으로 의도되지는 않는다. 일부 바람직한 구현예에서, 개선된 프로테아제 변이체는 모체 중성 메탈로프로테아제에 관해 +1 또는 +2 의 순 전하 변화를 갖는다. 더 추가적인 구현예에서, 치환은 약 50% 초과의 용매 접근가능 표면 (SAS)를 갖는 모체 중성 메탈로프로테아제에서의 위치에 있다. 더욱 추가적인 구현예에서, 모체 중성 메탈로프로테아제에서의 하나 이상의 위치는 약 65% 초과의 용매 접근가능 표면 (SAS)을 갖는 위치이다. 본 발명은 또한 본원에서 설명하는 방법을 사용하여 생성된 다중 치환된 단백질을 제공한다. 일부 바람직한 구현예에서, 본 발명은 본원에서 설명하는 방법으로 생성된 중성 메탈로프로테아제 변이체를 제공한다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 본 발명은 SEQ ID NO:3에서 설명한 바실러스 중성 메탈로프로테아제의 잔기 위치 83에 상응하는 잔기 위치에서의 치환을 포함하는 프로테아제 변이체를 제공한다. 일부 추가적으로 바람직한 구현예에서, 치환은 L83K 치환을 포함한다. 또한, 하기로 이루어지는 군에서 선택되는 치환의 조합을 포함하는 NprE 변이체가 제공된다: The present invention provides a method of producing an improved protease variant, comprising: testing a plurality of single-substituted protease variants in a first test of a first property and a second test of a second property, Wherein the property of the parent protease is given a value of 1.0 in each test, the advantageous first or second property has a value greater than 1.0, the excessively unfavorable first or second property is less than about 0.80, or some preferred embodiment Example has a value of less than about 0.60; Identifying a substitution in one or more of the mono-substituted protease variants that are associated with the advantageous first property and not excessively disadvantageous the second property; Identifying a substitution in one or more of the mono-substituted protease variants associated with the second advantageous property and not associated with the first disadvantageous property; Introducing a substitution from the previous step into the protease to obtain a multi-substituted protease variant. In some embodiments, the method further comprises testing the multi-substituted protease variants in the first test and the second test, wherein the improved protein variant is greater than 1.0 in both the first and second tests. Value, or greater than 1.0 in the first test and 0.80 to 1.0 in the second test. In some additional embodiments, the method also includes generating an improved protease variant (s). In some embodiments, the first and second characteristics are inversely related. In some further embodiments, the advantageous first or second property has a value greater than about 1.2. In some further embodiments, the first or second characteristic that is excessively disadvantageous has a value of less than about 0.40. In some preferred embodiments, the first property is stability and the second property is wash performance. In some particularly preferred embodiments, stability includes stability in detergents, and cleaning performance comprises washing performance of blood milk ink (BMI) in detergents. In some further preferred embodiments, the protease is a neutral metalloprotease. In some additional embodiments, the parent protease is a wild type mature form of neutral metalloprotease, while in other embodiments the variant is derived from the neutral metalloprotease of the family of Bacillaceae. In some particularly preferred embodiments, the variants are derived from neutral metalloproteases of the genus Bacillus. In still further embodiments the wash performance is tested in a liquid detergent composition or powder having a pH of 5 to 12.0. In some additional embodiments, the wash performance is tested in cold water liquid detergents with basic pH. In still further embodiments, one or more of the substitutions comprises a net charge change of 0, -1 or -2 relative to the parent neutral metalloprotease, while in some alternative embodiments one or more of the substitutions are parent neutral metalloprotease With a net charge change of +1 or +2. Since any suitable order is used in the present invention, it is not intended that the steps be limited to the exact order listed above. In some preferred embodiments, the improved protease variants have a net charge change of +1 or +2 relative to the parent neutral metalloprotease. In still further embodiments, the substitution is in position at the parent neutral metalloprotease having more than about 50% solvent accessible surface (SAS). In still further embodiments, the one or more positions in the parent neutral metalloprotease are positions having greater than about 65% solvent accessible surface (SAS). The invention also provides for multiple substituted proteins produced using the methods described herein. In some preferred embodiments, the present invention provides neutral metalloprotease variants produced by the methods described herein. In some particularly preferred embodiments, the invention provides protease variants comprising a substitution at a residue position corresponding to residue position 83 of the Bacillus neutral metalloprotease described in SEQ ID NO: 3. In some further preferred embodiments, the substitutions include L83K substitutions. Also provided are NprE variants comprising a combination of substitutions selected from the group consisting of:

i) 4K-45K-50R-54K-59K-90K-129I-138L-179P-190L-199E-214Q-220E-244S-265P-269H-285R-296E; 45K-50R-59K-90K-129I-138L-179P-190L-199E-214Q-220E-244S-265P-285R; 45K-59K-90K-129I-138L-179P-190L-199E-214Q-220E-265P-285R; 및 59K-90K-129I-179P-190L-199E-214Q-220E-265P-285R. i) 4K-45K-50R-54K-59K-90K-129I-138L-179P-190L-199E-214Q-220E-244S-265P-269H-285R-296E; 45K-50R-59K-90K-129I-138L-179P-190L-199E-214Q-220E-244S-265P-285R; 45K-59K-90K-129I-138L-179P-190L-199E-214Q-220E-265P-285R; And 59K-90K-129I-179P-190L-199E-214Q-220E-265P-285R.

본 발명은 또한 본원에서 설명한 프로테아제 변이체를 인코딩하는 단리된 폴리뉴클레오티드를 제공한다. 또한, 본 발명은 본원에서 설명한 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터를 프로모터와 작동가능한 조합으로 제공한다. 본 발명에서는 또한 본원에서 제공된 발현 벡터(들)로 형질전환된 숙주 세포를 제공한다. 본 발명은 또한 본 발명의 방법을 사용하여 생성된 프로테아제 변이체를 포함하는 세정 조성물을 제공한다.The invention also provides an isolated polynucleotide encoding a protease variant described herein. In addition, the present invention provides expression vectors comprising the polynucleotides described herein in operable combinations with a promoter. The invention also provides host cells transformed with the expression vector (s) provided herein. The invention also provides cleaning compositions comprising protease variants produced using the methods of the invention.

본 발명은 하기 단계를 포함하는 개선된 단백질 변이체 생성 방법을 제공한다: The present invention provides an improved method for producing protein variants comprising the following steps:

a) 제 1 특성의 제 1 시험 및 제 2 특성의 제 2 시험에서 다수의 단일-치환된 단백질 변이체를 시험하는 단계, 여기서 모체 단백질의 특성은 각각의 시험에서 1.0의 값으로 주어지고, 유리한 제 1 또는 제 2 특성은 1.0 초과의 값을 가지고, 과도하게 불리한 제 1 또는 제 2 특성은 약 0.80 미만의 값을 가짐; b) 유리한 제 1 특성과 연관되고 과도하게 불리한 제 2 특성과는 연관되지 않는 단일-치환된 단백질 변이체 중 하나 이상에서의 치환을 확인하는 단계; c) 유리한 제 2 특성과 연관되고 과도하게 불리한 제 1 특성과는 연관되지 않는 단일-치환된 단백질 변이체 중 하나 이상에서의 치환을 확인하는 단계; d) 단계 b)로부터의 치환 및 단계 c)로부터의 치환을 단백질에 도입하여 다중-치환된 단백질 변이체를 수득하는 단계. 일부 구현예에서, 상기 방법은 추가로 하기 단계를 포함한다: e) 제 1 시험 및 제 2 시험에서 다중-치환된 단백질 변이체를 시험하는 단계, 여기서 개선된 단백질 변이체가 제 1 및 제 2 시험 모두에서 1.0 초과의 값을 달성하거나, 또는 제 1 시험에서 1.0 초과의 값을 달성하고 제 2 시험에서 0.80 내지 1.0의 값을 달성함. a) testing a plurality of mono-substituted protein variants in a first test of a first property and a second test of a second property, wherein the properties of the parent protein are given a value of 1.0 in each test, The first or second property has a value of greater than 1.0 and the first or second property that is excessively disadvantageous has a value of less than about 0.80; b) identifying a substitution in one or more of the mono-substituted protein variants that are associated with the first advantageous property and not the second property that are excessively disadvantageous; c) identifying a substitution in at least one of the mono-substituted protein variants associated with the second advantageous property and not overly unfavorable the first property; d) introducing the substitution from step b) and the substitution from c) into the protein to obtain a multi-substituted protein variant. In some embodiments, the method further comprises the following steps: e) testing the multi-substituted protein variants in the first test and the second test, wherein the improved protein variant is present in both the first and second tests. To achieve a value greater than 1.0, or to achieve a value of greater than 1.0 in a first test and a value of 0.80 to 1.0 in a second test.

일부 구현예에서, 단백질은 프로테아제, 아밀라아제, 셀룰라아제, 폴리에스테라아제, 에스테라아제, 리파아제, 큐티나아제, 펙티나아제, 옥시다아제, 트랜스퍼라아제, 카탈라아제 및 알칼라아제로 이루어지는 군에서 선택된 효소이다. 일부 바람직한 구현예에서, 효소는 프로테아제 또는 아밀라아제이다. 일부 구 현예에서, 제 1 및 제 2의 관심 특성은 하기로 이루어지는 군에서 선택된 둘 이상의 특성을 포함한다: 기질 결합, 효소 억제, 발현, 세제에서의 안정성, 열 안정성; 반응 속도; 반응 정도; 열 활성; 전분 액화; 생물량 분해, 당화, 에스테르 가수분해, 효소적 표백, 세척 성능 및 직물 개질. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 상기 방법은 또한 개선된 단백질 변이체를 생성하는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 제 1 및 제 2 특성은 역상관 관계가 있다. 본 발명의 일부 구현예에서 유리한 제 1 또는 제 2 특성은 약 1.2 초과의 값을 가지고/가지거나, 과도하게 불리한 제 1 또는 제 2 특성은 약 0.60 미만의 값을 갖는다. 일부 바람직한 구현예에서, 제 1 특성은 안정성이고, 제 2 특성은 세척 성능이다. 이들 구현예의 아집합에서, 안정성은 세제에서의 안정성을 포함하며 세척 성능은 세제에서의 혈액 우유 잉크 (BMI) 세척 성능을 포함한다. 일부 구현예에서, 제 1 특성은 단백질 발현이고, 제 2 특성은 효소적 활성이다. 이들 구현예의 아집합에서, 효소적 활성은 세제에서의 쌀 전분 세척 성능을 포함한다. 일부 바람직한 구현예에서, 프로테아제는 중성 메탈로프로테아제, 세린 프로테아제 및 서브틸리신 (subtilisin)으로 이루어지는 군에서 선택된다. 이들 구현예의 아집합에서, 중성 메탈로프로테아제는 바실라세아에 과의 중성 메탈로프로테아제이다. 일부 예시적 구현예에서, 중성 메탈로프로테아제는 바실러스 속의 것이다 (예를 들어 B. 서브틸리스 (B. subtilis) NprE). 추가적인 구현예에서, 아밀라아제는 바실라세아에 과의 알파 아밀라아제이다. 예시적 구현예에서, 알파 아밀라아제는 바실러스 속의 것이다 (예를 들어 B. 스테아로써모필루스 (B. stearothermophilus) Amys). 일부 바람직한 구현예에서, 세척 성능은 pH 5 내지 12.0를 갖는 액체 세제 조성물 또는 분말, 및/또는 염기성 pH를 갖는 냉수 액체 세제에서 시험된다. 일부 구현예에서, 치환 중 하나 이상은 모체 효소에 관해 0, -1 또는 -2의 순 전하 변화를 포함한다. 일부 구현예에서, 치환 중 하나 이상은 모체 효소에 관해 +1 또는 +2의 순 전하 변화를 포함한다. 일부 바람직한 구현예에서, 치환 중 하나 이상은 둘 이상의 치환, 첫 번째는 모체 효소에 관해 O, -1 또는 -2의 순 전하 변화를 가지며; 두 번째는 모체 효소에 관해 +1 또는 +2의 순 전하 변화를 갖는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 치환은 1 내지 20 (예를 들어 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20)의 치환을 포함한다. 일부 구현예에서, 개선된 효소 변이체는 모체 효소에 관해 -2, -1, 0, +1 또는 +2의 순 전하 변화를 갖는다. 일부 구현예에서, 치환은 약 25% 초과, 약 50% 초과, 또는 약 65% 초과의 용매 접근가능 표면 (SAS)을 갖는 모체 효소에서의 위치에 있다. 또한, 본원에서 설명한 효소 변이체를 인코딩하는 단리된 폴리뉴클레오티드가 본 발명에 의해 제공된다. 추가적인 구현예에서 본 발명은 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터를 프로모터와 작동가능한 조합으로 제공한다. 일부 구현예에서, 발현 벡터를 포함하는 숙주 세포가 제공된다. 추가적인 구현예에서, 본 발명의 방법을 사용하여 생성된 효소 변이체를 포함하는 세정 조성물이 제공된다.In some embodiments, the protein is an enzyme selected from the group consisting of proteases, amylases, cellulases, polyesterases, esterases, lipases, cutinases, pectinase, oxidases, transferases, catalases and alcalases. In some preferred embodiments, the enzyme is a protease or amylase. In some embodiments, the first and second properties of interest include two or more properties selected from the group consisting of: substrate binding, enzyme inhibition, expression, stability in detergents, thermal stability; Reaction rate; Degree of reaction; Thermal activity; Starch liquefaction; Biomass degradation, saccharification, ester hydrolysis, enzymatic bleaching, washing performance and fabric modification. In some particularly preferred embodiments, the method also comprises generating an improved protein variant. In some embodiments, the first and second characteristics are inversely related. Advantageous first or second properties in some embodiments of the present invention have a value of greater than about 1.2 and / or excessively disadvantageous first or second properties have a value of less than about 0.60. In some preferred embodiments, the first property is stability and the second property is wash performance. In a subset of these embodiments, stability includes stability in detergents and cleaning performance includes blood milk ink (BMI) cleaning performance in detergents. In some embodiments, the first property is protein expression and the second property is enzymatic activity. In a subset of these embodiments, enzymatic activity includes rice starch washing performance in detergents. In some preferred embodiments, the protease is selected from the group consisting of neutral metalloproteases, serine proteases and subtilisin. In a subset of these embodiments, the neutral metalloprotease is a neutral metalloprotease of the family of Bacillaceae. In some exemplary embodiments, the neutral metalloprotease is of the genus Bacillus (eg, B. subtilis NprE). In a further embodiment, the amylase is alpha amylase of the family of Bacillaceae. In an exemplary embodiment, the alpha amylase is of the genus Bacillus (eg B. stearothermophilus Amys). In some preferred embodiments, wash performance is tested in liquid detergent compositions or powders having a pH of 5 to 12.0, and / or cold water liquid detergents having a basic pH. In some embodiments, one or more of the substitutions comprise a net charge change of 0, -1 or -2 with respect to the parent enzyme. In some embodiments, one or more of the substitutions comprise a net charge change of +1 or +2 relative to the parent enzyme. In some preferred embodiments, one or more of the substitutions have two or more substitutions, the first having a net charge change of 0, -1 or -2 with respect to the parent enzyme; The second involves having a net charge change of +1 or +2 relative to the parent enzyme. In some embodiments, one or more substitutions are from 1 to 20 (eg 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 or 20). In some embodiments, the improved enzyme variant has a net charge change of -2, -1, 0, +1 or +2 with respect to the parent enzyme. In some embodiments, the substitution is in position at the parent enzyme having more than about 25%, more than about 50%, or more than about 65% solvent accessible surface (SAS). Also provided by the present invention are isolated polynucleotides encoding the enzyme variants described herein. In a further embodiment the invention provides expression vectors comprising polynucleotides in operable combinations with a promoter. In some embodiments, a host cell comprising an expression vector is provided. In a further embodiment, a cleaning composition is provided comprising an enzyme variant produced using the method of the invention.

본 발명은 실시가능한 순서로 하기 단계를 포함하는, 개선된 단백질 변이체 생성 방법을 제공한다: a) 제 1 특성의 제 1 시험 및 제 2 특성의 제 2 시험에서 다수의 단일-치환된 단백질 변이체를 시험하는 단계, 여기서 모체 단백질의 특성은 각각의 시험에서 1.0의 값으로 주어지고, 유리한 제 1 또는 제 2 특성은 1.0 초과의 값을 가지며 과도하게 불리한 제 1 또는 제 2 특성은 약 0.80 미만의 값을 가짐; b) 유리한 제 1 특성과 연관되고 과도하게 불리한 제 2 특성과는 연관되지 않는 단일-치환된 단백질 변이체 중 하나 이상에서의 치환을 확인하는 단계; c) 유리한 제 2 특성과 연관되고 과도하게 불리한 제 1 특성과는 연관되지 않는 단일-치환된 단백질 변이체 중 하나 이상에서의 치환을 확인하는 단계; d) 단계 b) 및 단계 c)로부터의 치환을 단백질에 도입하여 다중-치환된 단백질 변이체를 수득하는 단계 (여기서 다중-치환된 단백질 변이체는 개선된 단백질 변이체임). 일부 바람직한 구현예에서, 상기 방법은 추가로 하기 단계를 포함한다: e) 제 1 시험 및 제 2 시험에서 다중-치환된 단백질 변이체를 시험하는 단계, 여기서 개선된 단백질 변이체가 제 1 및 제 2 시험 모두에서 1.0 초과의 값을 달성하거나, 또는 제 1 시험에서 1.0 초과의 값을 달성하고 제 2 시험에서 0.80 내지 1.0의 값을 달성함. 일부 추가적인 구현예에서, 모체 단백질은 효소이며, 여기서 개선된 단백질 변이체들은 효소들이다. 일부 추가적인 구현예에서, 효소는 프로테아제, 아밀라아제, 셀룰라아제, 폴리에스테라아제, 에스테라아제, 리파아제, 큐티나아제, 펙티나아제, 옥시다아제, 트랜스퍼라아제 및 카탈라아제에서 선택된다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 효소는 프로테아제 또는 아밀라아제이다. 일부 추가적인 구현예에서, 제 1 및 제 2의 관심 특성은 기질 결합, 효소 억제, 발현, 세제에서의 안정성, 열 안정성, 반응 속도, 반응 정도, 열 활성, 전분 액화, 생물량 분해, 당화, 에스 테르 가수분해, 효소적 표백, 세척 성능 및 직물 개질로 이루어지는 군 중 둘 이상을 포함한다. 일부 더 추가적인 구현예에서, 상기 방법은 또한 개선된 단백질 변이체를 생성하는 단계를 포함한다. 일부 추가적인 구현예에서, 제 1 및 제 2 특성은 역상관 관계가 있다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 유리한 제 1 또는 제 2 특성은 약 1.2 초과의 값을 갖는다. 일부 추가적인 바람직한 구현예에서, 과도하게 불리한 제 1 또는 제 2 특성은 약 0.60 미만의 값을 갖는다. 일부 더 추가적인 구현예에서, 과도하게 불리한 제 1 또는 제 2 특성은 약 0.40 미만의 값을 갖는다. 일부 바람직한 구현예에서, 제 1 특성은 안정성이고, 제 2 특성은 세척 성능이다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 안정성은 세제 조성물에서의 안정성을 포함하며, 세척 성능은 혈액 우유 잉크 (BMI) 세척 성능을 포함한다. 일부 더 추가적인 구현예에서, 세척 성능은 약 5 내지 약 12의 pH를 갖는 액체 세제 조성물 또는 분말에서 시험된다. 일부 추가적인 바람직한 구현예에서, 세척 성능은 염기성 pH를 포함하는 냉수 액체 세제에서 시험된다. 일부 추가적인 구현예에서, 제 1 특성은 단백질 발현이고, 제 2 특성은 효소적 활성이다. 일부 추가적인 구현예에서, 프로테아제는 중성 메탈로프로테아제 및 세린 프로테아제로부터 선택된다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 세린 프로테아제는 서브틸리신이다. 일부 추가적인 구현예에서, 중성 메탈로프로테아제는 바실라세아에 과의 일원으로부터 수득된 중성 메탈로프로테아제이다. 일부 대안적인 구현예에서, 아밀라아제는 바실라세아에 과의 일원으로부터 수득된 알파 아밀라아제이다. 일부 추가적인 구현예에서, 치환 중 하나 이상은 모체 효소에 관해 0, -1 또는 -2의 순 전하 변화를 포함한다. 일부 대안적인 구현예에서, 치환 중 하나 이상은 모체 효소에 관해 +1 또는 +2의 순 전화 변화를 포함한다. 일부 더 추가적인 구현예에서, 치환 중 하나 이상은 모체 효소에 관해 0, -1 또는 -2의 순 전하 변화를 포함한다. 일부 추가적인 대안적 구현예에서, 치환 중 하나 이상은 모체 효소에 관해 + 1 또는 +2의 순 전하 변화를 포함한다. 일부 더 추가적인 구현예에서, 개선된 효소 변이체는 모체 효소에 관해 +1 또는 +2의 순 전하 변화를 갖는다. 일부 대안적인 구현예에서, 치환은 약 25% 초과의 용매 접근가능 표면 (SAS)을 갖는 모체 효소에서의 위치에 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 치환은 약 50% 초과 또는 약 65% 초과의 용매 접근가능 표면 (SAS)을 갖는 모체 효소에서의 위치에 있다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 모체 효소는 야생형 효소이다.The present invention provides an improved method for producing protein variants, comprising the following steps in a viable order: a) a plurality of single-substituted protein variants in a first test of a first property and a second test of a second property. Testing, wherein the properties of the parent protein are given a value of 1.0 in each test, wherein the advantageous first or second property has a value of greater than 1.0 and the excessively unfavorable first or second property has a value of less than about 0.80 Having; b) identifying a substitution in one or more of the mono-substituted protein variants that are associated with the first advantageous property and not the second property that are excessively disadvantageous; c) identifying a substitution in at least one of the mono-substituted protein variants associated with the second advantageous property and not overly unfavorable the first property; d) introducing the substitutions from steps b) and c) into the protein to obtain multi-substituted protein variants, wherein the multi-substituted protein variants are improved protein variants. In some preferred embodiments, the method further comprises the steps of: e) testing the multi-substituted protein variants in the first and second trials, wherein the improved protein variants are tested in the first and second trials. A value greater than 1.0 is achieved in all, or a value greater than 1.0 in the first test and a value of 0.80 to 1.0 in the second test. In some additional embodiments, the parent protein is an enzyme, wherein the improved protein variants are enzymes. In some additional embodiments, the enzyme is selected from proteases, amylases, cellulases, polyesterases, esterases, lipases, cutinases, pectinase, oxidases, transferases and catalases. In some particularly preferred embodiments, the enzyme is a protease or amylase. In some additional embodiments, the first and second properties of interest are substrate binding, enzyme inhibition, expression, stability in detergents, thermal stability, reaction rate, degree of reaction, thermal activity, starch liquefaction, biomass degradation, glycosylation, esters At least two of the group consisting of hydrolysis, enzymatic bleaching, washing performance and fabric modification. In some further embodiments, the method also includes generating an improved protein variant. In some additional embodiments, the first and second characteristics are inversely related. In some particularly preferred embodiments, the advantageous first or second property has a value of greater than about 1.2. In some further preferred embodiments, the first or second characteristic that is excessively disadvantageous has a value of less than about 0.60. In some further embodiments, the first or second characteristic that is excessively disadvantageous has a value of less than about 0.40. In some preferred embodiments, the first property is stability and the second property is wash performance. In some particularly preferred embodiments, stability includes stability in the detergent composition and cleaning performance comprises blood milk ink (BMI) cleaning performance. In some further embodiments, the wash performance is tested in a liquid detergent composition or powder having a pH of about 5 to about 12. In some further preferred embodiments, the wash performance is tested in a cold water liquid detergent comprising a basic pH. In some additional embodiments, the first property is protein expression and the second property is enzymatic activity. In some additional embodiments, the protease is selected from neutral metalloproteases and serine proteases. In some particularly preferred embodiments, the serine protease is subtilisin. In some additional embodiments, the neutral metalloprotease is a neutral metalloprotease obtained from a member of the family of Bacillaceae. In some alternative embodiments, the amylase is an alpha amylase obtained from a member of the family Basilase. In some additional embodiments, one or more of the substitutions comprise a net charge change of 0, -1 or -2 with respect to the parent enzyme. In some alternative embodiments, one or more of the substitutions comprise a net inversion change of +1 or +2 with respect to the parent enzyme. In some further embodiments, one or more of the substitutions comprise a net charge change of 0, -1 or -2 with respect to the parent enzyme. In some additional alternative embodiments, one or more of the substitutions comprises a net charge change of +1 or +2 relative to the parent enzyme. In some further embodiments, the improved enzyme variant has a net charge change of +1 or +2 relative to the parent enzyme. In some alternative embodiments, the substitution is in position at the parent enzyme having more than about 25% solvent accessible surface (SAS). In some preferred embodiments, the substitution is in position at the parent enzyme having more than about 50% or more than about 65% solvent accessible surface (SAS). In some particularly preferred embodiments, the parent enzyme is a wild type enzyme.

본 발명은 또한 본원에서 설명하는 방법에 따라 생성된 개선된 단백질 변이체를 포함하는 세정 조성물을 제공한다.The invention also provides a cleaning composition comprising improved protein variants produced according to the methods described herein.

본 발명은 또한 SEQ ID NO:3에서 설명한 아미노산 서열을 포함하는 중성 메탈로프로테아제에서의 위치와 동등한 위치에서 만들어진 아미노산의 하나 이상의 치환을 포함하는 아미노산 서열을 갖는 단리된 중성 메탈로프로테아제 변이체를 제공한다. 일부 바람직한 구현예에서, 하나 이상의 치환이 SEQ ID NO:3에서 설명한 아미노산 서열의 위치 83과 동등한 위치에서 만들어진다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 치환은 L83K이다.The invention also provides isolated neutral metalloprotease variants having an amino acid sequence comprising one or more substitutions of amino acids made at positions equivalent to those in the neutral metalloprotease comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3. . In some preferred embodiments, one or more substitutions are made at positions equivalent to position 83 of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3. In some particularly preferred embodiments, the substitution is L83K.

도 1A는 AmyS-S242Q 조합적 전하 라이브러리 (CCL)에 대한 상대 특이적 BODIPY-전분 가수분해 활성 대 진탕 튜브 발현을 나타낸다.1A shows relative specific BODIPY-starch hydrolysis activity versus shake tube expression for AmyS-S242Q Combination Charge Library (CCL).

도 1B는 AmyS-S242Q CCL에 대한 TIDE 2x 중 상대적 쌀 전분 미세견본 (Microswatch) 세정 활성 대 진탕 튜브 발현을 나타낸다.1B shows relative rice starch Microswatch cleaning activity versus shake tube expression in TIDE 2 × for AmyS-S242Q CCL.

도 2A는 AmyS-S242Q CCL에 대한 상대적 진탕 튜브 발현 대 상대적 순 전하 변화를 나타낸다.2A shows relative shake tube expression versus relative net charge change for AmyS-S242Q CCL.

도 2B는 AmyS-S242Q CCL에 대한 상대적 BODIPY-전분 가수분해 활성 대 상대적 순 전하 변화를 나타낸다.2B shows the relative BODIPY-starch hydrolysis activity versus relative net charge change for AmyS-S242Q CCL.

도 3A는 AmyS-S242Q CCL에 대한 상대적 진탕 튜브 발현 대 상대적 순 전하 변화를 나타낸다.3A shows relative shake tube expression versus relative net charge change for AmyS-S242Q CCL.

도 3B는 AmyS-S242Q CCL에 대한 쌀 전분 미세견본 세정 활성 대 상대적 순 전하 변화를 나타낸다.3B shows rice starch microsample cleaning activity versus relative net charge change for AmyS-S242Q CCL.

발명의 일반적 설명General description of the invention

본 발명은 특정한 관심 환경 조건 하에서 성능이 최적화되도록 단백질을 조작하는 방법을 제공한다. 일부 구현예에서, 본 발명은 특정한 환경 조건 하에서 촉매 활성이 최적화되도록 효소를 조작하는 방법을 제공한다. 일부 바람직한 구현예에서, 본 발명은 반대되는 환경 조건 하에서 촉매 활성 및/또는 안정성이 최적화되도록 효소를 조작하는 방법을 제공한다. 일부 바람직한 구현예에서, 본 발명은 특히 반대되는 환경 조건 하에서 저장 안정성이 최적화되도록 효소를 조작하는 방법을 제공한다. 일부 바람직한 구현예에서, 본 발명은 출발 또는 모 체 효소와 비교하여 세제 제형에서의 개선된 성능 및/또는 안정성을 나타내는 효소가 수득되도록 효소 (예를 들어 메탈로프로테아제)의 순 표면 전하 및/또는 표면 전하 분포를 변경하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method of engineering a protein such that performance is optimized under specific environmental conditions of interest. In some embodiments, the present invention provides a method of engineering an enzyme to optimize catalytic activity under certain environmental conditions. In some preferred embodiments, the present invention provides a method of engineering an enzyme to optimize catalyst activity and / or stability under opposing environmental conditions. In some preferred embodiments, the present invention provides a method of engineering an enzyme to optimize storage stability under particularly opposing environmental conditions. In some preferred embodiments, the present invention provides a net surface charge and / or an enzyme (eg metalloprotease) such that an enzyme is obtained that exhibits improved performance and / or stability in detergent formulations as compared to the starting or parent enzyme. It provides a method of changing the surface charge distribution.

프로테아제 서브틸리신은 세탁 세제에 사용되는 주요 효소이며, 전세계적으로 가장 널리 사용되는 효소일 것이다. 표면 정전 효과가 서브틸리신의 촉매 활성을 조정할 수 있는 것이 주목된 바 있다 (예를 들어 Russell 및 Fersht, Nature 328:496-500 [1987] 참고). Protease subtilisin is the main enzyme used in laundry detergents and is probably the most widely used enzyme in the world. It has been noted that surface electrostatic effects can modulate the catalytic activity of subtilisin (see, eg, Russell and Fersht, Nature 328: 496-500 [1987]).

더욱 최근에는, 서브틸리신의 순 전하를 변화시키는 것을 포함한 돌연변이가 세제의 세척 성능에 대해 극적인 효과를 가진다는 것이 관찰되었다 (예를 들어 EP 특허 제 0 479 870 B1 호 참고). 이러한 유익한 효과는 서브틸리신의 pI (등전점)를 세정 액체의 pH로 이동시킨 결과인 것으로 여겨졌다. 그러나, 이후의 연구에서, 상기 결론이 항상 적용가능한 것은 아닌 것으로 나타났다 (예를 들어 미국 특허 제 6,673,590 B1 호 참고). 상기 특허에서 지시된 바와 같이, 서브틸리신에서의 전하 돌연변이의 효과는 세제 농도에 크게 의존하고, 상기 돌연변이는 모체 서브틸리신의 pI를 저하시켜 낮은 세제 농도에서 보다 효과적인 효소를 제공하고, 상기 돌연변이는 pI를 상승시켜 높은 세제 농도에서 보다 효과적인 효소를 제공한다. 이는 세척 액체 내 세제 농도가 전세계적으로 크게 다양하기 때문에 상당히 유용하다. 따라서, 서브틸리신의 세척 성능에 대해 최적인 pI가 존재하며, 이는 세척 액체의 pH 및 세제 농도에 의존한다는 것이 당업자에게 분명해지게 되었다. 세탁 세제에서의 서브틸리신의 활성을 개선시키기 위한 추가의 노력이 기 재되었다 (미국 특허 공개 제 2005/0221461 호 참고). 놀랍게도, 모체 서브틸리신과 동일한 순 정전기적 전하를 갖는 서브틸리신 변이체가, 높고 낮은 세제 농도 세척 조건 둘 다에서 증가된 세척 성능을 갖는 것으로 발견되었다.More recently, it has been observed that mutations, including changing the net charge of subtilisin, have a dramatic effect on the washing performance of detergents (see, eg EP 0 479 870 B1). This beneficial effect was considered to be the result of shifting the pi (isoelectric point) of the subtilisin to the pH of the cleaning liquid. However, in subsequent studies, the conclusions have not always been applicable (see eg US Pat. No. 6,673,590 B1). As indicated in this patent, the effect of charge mutations on subtilisin is highly dependent on detergent concentrations, which lower the pi of the parent subtilisin to provide more effective enzymes at lower detergent concentrations, The pI is raised to provide more effective enzymes at higher detergent concentrations. This is quite useful because the detergent concentrations in the cleaning liquids vary widely around the world. Thus, it will be apparent to those skilled in the art that there is an optimal pi for the wash performance of subtilisin, which depends on the pH and detergent concentration of the wash liquid. Further efforts have been described to improve the activity of subtilisin in laundry detergents (see US Patent Publication 2005/0221461). Surprisingly, it was found that subtilisin variants with the same net electrostatic charge as the parent subtilisin have increased washing performance at both high and low detergent concentration wash conditions.

다르게 나타내지 않는 한, 본 발명의 실시는 모두 당업계 내에 있는 단백질 조작, 분자생물학, 미생물학, 재조합 DNA에서 흔히 사용되는 통상의 기술을 포함한다. 이러한 기술은 당업자에게 공지된 것들이며, 당업자에게 공지된 많은 문헌 및 참조 논문에 기재되어 있다. 본원의 상기 및 이하 모두에 언급된 모든 특허, 특허 출원, 논문 및 발행물은, 본 발명에 의해 제공된 방법 및 조성물과 관계되는 이들의 타당한 교시에 대해 참고 문헌으로서 본원에 명확히 인용된다.Unless otherwise indicated, the practice of the present invention all encompasses conventional techniques commonly used in protein engineering, molecular biology, microbiology, and recombinant DNA within the art. Such techniques are those known to those skilled in the art and are described in many literatures and reference articles known to those skilled in the art. All patents, patent applications, articles, and publications mentioned above and below herein are expressly incorporated herein by reference for their valid teachings relating to the methods and compositions provided by the present invention.

본원에 다르게 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 당업자에게 통상 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본원에 기재된 것과 유사하거나 동등한 임의의 방법 및 물질이 본 발명의 실시에 사용될 수 있지만, 바람직한 방법 및 물질은 본원에 기재된다. 따라서, 바로 하기에 정의된 용어들은 전체로서 본 명세서를 참조로 하여 보다 상세히 기재된다. Unless defined otherwise herein, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Although any methods and materials similar or equivalent to those described herein can be used in the practice of the present invention, the preferred methods and materials are described herein. Accordingly, the terms defined immediately below are described in more detail with reference to the specification as a whole.

또한, 본원에 사용되는 바와 같이, 단수형에는 문맥이 명확하게 다르게 나타내지 않는 한 복수형 참조가 포함된다. 수치 범위에는 범위를 한정하는 숫자가 포함된다. 다르게 나타내지 않는 한, 핵산은 5'에서 3' 방향으로 좌측에서 우측으로 표기하며; 아미노산 서열은 아미노에서 카르복시 방향으로 좌측에서 우측으로 각각 표기한다. 본 발명은 기재된 특정 방법론, 프로토콜 및 시약이 당업자에 의해 사용되는 문맥에 따라 다양할 수 있기 때문에 이에 제한되지 않는 것으로 이해된다. Also, as used herein, the singular includes the plural reference unless the context clearly indicates otherwise. The numerical range includes the numbers that define the range. Unless otherwise indicated, nucleic acids are indicated from left to right in the 5 'to 3' direction; Amino acid sequences are indicated from left to right, respectively, in the amino to carboxy direction. It is to be understood that the invention is not so limited, as the particular methodologies, protocols and reagents described may vary depending on the context used by those skilled in the art.

본 명세서를 통틀어서 주어지는 모든 최대 수치 한계는, 더 낮은 수치 한계가 마치 본원에서 명확히 쓰여진 것처럼, 모든 더 낮은 수치 한계를 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서를 통틀어서 주어지는 모든 최소 수치 한계는, 상기 더 높은 수치 한계가 마치 본원에서 명확히 쓰여진 것처럼, 모든 더 높은 수치 한계를 포함할 것이다. 본 명세서를 통틀어서 주어지는 모든 수치 범위는, 더 좁은 수치 범위가 모두 마치 본원에서 명확히 쓰여진 것처럼, 그러한 더 광범위한 수치 범위 내에 속하는 모든 더 좁은 수치 범위를 포함할 것이다.All maximum numerical limits given throughout this specification are intended to include all lower numerical limits, as if the lower numerical limits were expressly written herein. All minimum numerical limits given throughout this specification will include all higher numerical limits as if the higher numerical limits were clearly written herein. All numerical ranges given throughout this specification will include all narrower numerical ranges falling within such broader numerical ranges as if all narrower numerical ranges were expressly written herein.

더욱이, 본원에서 제공되는 제목은 본 발명의 다양한 측면 또는 구현예를 제한하는 것이 아니며, 이는 전체로서 명세서를 참조로 하여 주어질 수 있다. 따라서, 바로 하기에서 정의되는 용어들은 전체로서 명세서를 참조로 하여 보다 상세히 정의된다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 이해를 용이하게 하고자, 많은 용어가 하기에서 정의된다.Moreover, the headings provided herein are not intended to limit the various aspects or embodiments of the invention, which may be given by reference to the specification as a whole. Accordingly, the terms defined immediately below are defined in more detail by reference to the specification as a whole. Nevertheless, in order to facilitate understanding of the present invention, many terms are defined below.

정의Justice

본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "프로테아제," 및 "단백질분해 활성"은 펩티드 연결을 갖는 펩티드 또는 기질을 가수분해하는 능력을 나타내는 단백질 또는 펩티드를 나타낸다. 많은 잘 공지된 절차가 단백질분해 활성의 측정을 위해 존재한다 (Kalisz, "Microbial Proteinase," In: Fiechter (ed.), Advances in Biochemical Engineering / Biotechnology, [1988] 참고). 예를 들어, 단백질분해 활성은 통상의 기질을 가수분해하는 각각의 프로테아제의 능력을 분석하는 비교 검정법에 의해 확인될 수 있다. 프로테아제 또는 단백질분해 활성의 분석에 유용한 예시적 기질에는, 디-메틸 카세인 (Sigma C-9801), 소 콜라겐 (Sigma C-9879), 소 엘라스틴 (Sigma E-1625) 및 소 케라틴 (ICN Biomedical 902111)이 포함되나 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 기질을 사용하는 비색 검정법은 당업계에 잘 알려져 있다 (예를 들어 WO 99/34011; 및 미국 특허 제 6,376,450 호 참고). pNA 검정법 (예를 들어, Del Mar 등, Anal. Biochem., 99:316-320 [1979] 참고)이 또한 구배 용리 동안 수집된 분획에 대한 활성 효소 농도를 측정하는데 사용될 수 있다. 상기 검정법은 효소가 용해성 합성 기질인 숙시닐-알라닌-알라닌-프롤린-페닐알라닌-p-니트로아닐리드 (sAAPF-pNA)를 가수분해함에 따라 p-니트로아닐린이 방출되는 속도를 측정한다. 가수분해 반응으로부터의 황색조의 생성 속도는 분광광도계로 410 nm에서 측정되고, 활성 효소 농도에 비례한다. 또한, 280 nm에서의 흡광도 측정을 사용하여, 총 단백질 농도를 측정할 수 있다. 활성 효소/총-단백질 비율은 효소 순도를 제공한다.As used herein, the terms “protease,” and “proteolytic activity” refer to proteins or peptides that exhibit the ability to hydrolyze a peptide or substrate with peptide linkages. Many well known procedures exist for the determination of proteolytic activity (Kalisz, "Microbial Proteinase," In: Fiechter (ed.), Advances in Biochemical Engineering / Biotechnology , [1988]. For example, proteolytic activity can be confirmed by comparative assays that analyze the ability of each protease to hydrolyze conventional substrates. Exemplary substrates useful for the analysis of protease or proteolytic activity include di-methyl casein (Sigma C-9801), bovine collagen (Sigma C-9879), bovine elastin (Sigma E-1625), and bovine keratin (ICN Biomedical 902111). Include but are not limited to. Colorimetric assays using such substrates are well known in the art (see eg WO 99/34011; and US Pat. No. 6,376,450). pNA assays (see, eg, Del Mar et al., Anal. Biochem., 99: 316-320 [1979]) can also be used to determine active enzyme concentrations for fractions collected during gradient elution. The assay measures the rate at which p-nitroaniline is released as the enzyme hydrolyzes succinyl-alanine-alanine-proline-phenylalanine-p-nitroanilide (sAAPF-pNA), a soluble synthetic substrate. The rate of formation of yellowish tint from the hydrolysis reaction is measured at 410 nm with a spectrophotometer and is proportional to the active enzyme concentration. In addition, absorbance measurements at 280 nm can be used to determine total protein concentration. The active enzyme / total-protein ratio provides the enzyme purity.

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "ASP 프로테아제," "Asp 프로테아제," 및 "Asp"는 본원에 기재된 세린 프로테아제를 나타내며, 미국 특허 출원 일련 번호 제 10/576,331 호에 기재된다. 일부 바람직한 구현예에서, Asp 프로테아제는 셀룰로모나스 (Cellulomonas) 균주 69B4로부터 수득된 69B4 프로테아제로서 본원에서 설계된 프로테아제이다. 따라서, 바람직한 구현예에서, 용어 "69B4 프로테아제"는 셀룰로모나스 균주 69B4 (DSM 16035)로부터 유래된 자연 발생적 성숙 프로테아제를 나타낸다. 대안적인 구현예에서, 본 발명은 ASP 프로테아제의 일부를 제 공한다.As used herein, the terms “ASP protease,” “Asp protease,” and “Asp” refer to the serine proteases described herein and are described in US Patent Application Serial No. 10 / 576,331. In some preferred embodiments, the Asp protease is a protease designed herein as the 69B4 protease obtained from Cellulomonas strain 69B4. Thus, in a preferred embodiment, the term “69B4 protease” refers to a naturally occurring mature protease derived from Cellulomonas strain 69B4 (DSM 16035). In alternative embodiments, the present invention provides a portion of an ASP protease.

용어 "셀룰로모나스 프로테아제 상동체 (homologue)"는 셀룰로모나스 균주 69B4 유래의 성숙 프로테아제와 실질적으로 동일한 아미노산 서열을 갖는 자연 발생 프로테아제, 또는 상기 자연 발생 프로테아제를 인코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열을 나타내며, 상기 프로테아제는 이러한 핵산에 의해 인코딩된 세린 프로테아제의 기능적인 특징을 유지한다. 일부 구현예에서, 상기 프로테아제 상동체는 "셀룰로모나딘 (cellulomonadin)"으로 불린다. The term “cellulomonas protease homologue” refers to a naturally occurring protease having an amino acid sequence substantially identical to a mature protease from Cellulomonas strain 69B4, or a polynucleotide sequence encoding said naturally occurring protease, said protease Retains the functional characteristics of the serine protease encoded by such nucleic acid. In some embodiments, the protease homologues are called "cellulomonadin".

본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "ASP 변이체," "ASP 프로테아제 변이체," 및 "69B 프로테아제 변이체"는 야생형 ASP와 특히 그 기능 면에서 유사하나, 그의 아미노산 서열에 돌연변이가 있어서 야생형 프로테아제와 서열 면에서 상이하게 되는 프로테아제를 말할 때 사용된다. As used herein, the terms "ASP variant," "ASP protease variant," and "69B protease variant" are particularly similar in function to wild type ASP, but have mutations in their amino acid sequences that result in sequence with the wild type protease. It is used to refer to proteases that are different.

본원에 사용되는 바와 같은, "셀룰로모나스 종 (Cellulomonas ssp.)"은 "셀룰로모나스 (Cellulomonas)" 속 내의 모든 종을 나타내며, 이것은 셀룰로모나다세아에 과 (Family Cellulomonadaceae), 마이크로코시네아에 아목 (Suborder Micrococcineae), 악티노마이세탈레스 목 (Order Actinomycetales), 악티노박테리아 강 (Class Actinobacteria)의 일원으로 분류되는 그람-양성 박테리아이다. 셀룰로모나스 (Cellulomonas) 속에 대한 지속적인 분류학적 개편이 있는 것으로 인지된다. 따라서, 속명에는 재분류된 종명이 포함되는 것으로 의도된다.As used herein, “Cellulomonas ssp.” Refers to all species within the genus “Cellulomonas”, which refers to the family Cellulomonadaceae, microcosinea. It is a Gram-positive bacterium classified into members of Suborder Micrococcineae, Order Actinomycetales, and Class Actinobacteria. It is recognized that there is a continuous taxonomic reorganization of the genus Cellulomonas. Thus, genus names are intended to include reclassified species names.

본원에 사용되는 바와 같은, "스트렙토마이세스 종 (Streptomyces ssp.)"은 "스트렙토마이세스 (Streptomyces)" 속 내의 모든 종을 나타내며, 이것은 스트렙토 마이세타세아에 과 (Family Streptomycetaceae), 스트렙토마이시네아에 아목 (Suborder Streptomycineae), 악티노마이세탈레스 목 (Order Actinomycetales), 악티노박테리아 강 (Class Actinobacteria)의 일원으로 분류되는 그람-양성 박테리아이다. 스트렙토마이세스 (Streptomyces) 속에 대한 지속적인 분류학적 개편이 있는 것으로 인지된다. 따라서, 속명에는 재분류된 종명이 포함되는 것으로 의도된다.As used herein, "Streptomyces ssp." Refers to all species within the genus "Streptomyces", which refers to the family Streptomycetaceae, Streptomycinia. It is a Gram-positive bacterium classified into members of Suborder Streptomycineae, Order Actinomycetales, and Class Actinobacteria. It is recognized that there is a continuous taxonomic reorganization of the genus Streptomyces. Thus, genus names are intended to include reclassified species names.

본원에 사용되는 바와 같은, "바실러스 (Bacillus) 속"에는 B. 서브틸리스 (B. subtilis), B. 리체니포르미스 (B. licheniformis), B. 렌투스 (B. lentus), B. 브레비스 (B. brevis), B. 스테아로써모필루스 (B. stearothermophilus), B. 알칼로필루스 (B. alkalophilus), B. 아밀로리쿠에파시엔스 (B. amyloliquefaciens), B. 클라우시 (B. clausii), B. 할로두란스 (B. halodurans), B. 메가테리움 (B. megaterium), B. 코아굴란스 (B. coagulans), B. 서큘란스 (B. circulans), B. 라우투스 (B. lautus), 및 B. 투린지엔시스 (B. thuringiensis)가 포함되나 이에 제한되지 않는, 당업자에게 공지된 바와 같이 "바실러스 (Bacillus)" 속 내의 모든 종이 포함된다. 바실러스 (Bacillus) 속명에 대한 지속적인 분류학적 개편이 있는 것으로 인지된다. 따라서, 속명에는 이제는 "제오바실러스 스테아로써모필루스 (Geobacillus stearothermophilus)"라고 불리는 B. 스테아로써모필루스 (B. stearothermophilus)와 같은 이러한 유기체를 포함하나 이에 제한되지 않는, 재분류된 종명이 포함되는 것으로 의도된다. 산소의 존재 하에서의 내성 내생포자의 생성은, 상기 특징이 또한 현재 명칭 알리시클로바실러스 (Alicyclobacillus), 암피바실러스 (Amphibacillus), 아네우리니바실러스 (Aneurinibacillus), 아녹시바실러스 (Anoxybacillus), 브레비바실러스 (Brevibacillus), 필로바실러스 (Filobacillus), 그라실리바실러스 (Gracilibacillus), 할로바실러스 (Halobacillus), 파에니바실러스 (Paenibacillus), 살리바실러스 (Salibacillus), 써모바실러스 (Thermobacillus), 우레이바실러스 (Ureibacillus) 및 비르지바실러스 (Virgibacillus)에 적용됨에도 불구하고, 바실러스 속의 특징을 정의하는 것으로 간주된다.As used herein, “genus Bacillus” includes B. subtilis, B. licheniformis, B. lentus, B. B. brevis, B. stearothermophilus, B. alkalophilus, B. amyloliquefaciens, B. clausi B. clausii), B. halodurans, B. megaterium, B. coagulans, B. circulans, B. All species within the genus "Bacillus" are included, as known to those of skill in the art, including but not limited to B. lautus, and B. thuringiensis. It is recognized that there is a continuous taxonomic reorganization of the genus Bacillus. Thus, the generic name includes reclassified species, including but not limited to, such organisms as B. stearothermophilus, now referred to as "Geobacillus stearothermophilus." It is intended. The production of resistant endospores in the presence of oxygen is characterized by the fact that the present names are also known as Alicyclobacillus, Amphibacillus, Aneurinibacillus, Anoxybacillus, Brevibacillus. ), Filobacillus, Gracilibacillus, Halobacillus, Paenibacillus, Salibacillus, Thermobacillus, Thermobacillus, Uribacillus and Ureibacillus Although applied to Virgibacillus, it is considered to define the characteristics of the genus Bacillus.

본원에서 상호교환적으로 사용되는 용어 "폴리뉴클레오티드" 및 "핵산"은 임의의 길이의 뉴클레오티드의 중합체 형태 (리보뉴클레오티드 또는 데옥시리보뉴클레오티드)를 나타낸다. 상기 용어에는 단일-, 이중- 또는 삼중-가닥 DNA, 게놈 DNA, cDNA, RNA, DNA-RNA 하이브리드, 또는 퓨린 및 피리미딘 염기, 또는 기타 천연, 화학적으로, 생화학적으로 개질된 비-천연 또는 유도된 뉴클레오티드 염기를 포함하는 중합체가 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 하기는 폴리뉴클레오티드의 비-제한적인 예이다: 유전자, 유전자 절편, 염색체 절편, EST, 엑손, 인트론, mRNA, tRNA, rRNA, 리보자임, cDNA, 재조합 폴리뉴클레오티드, 분지형 폴리뉴클레오티드, 플라스미드, 벡터, 임의의 서열의 단리된 DNA, 임의의 서열의 단리된 RNA, 핵산 프로브 및 프라이머. 일부 구현예에서, 폴리뉴클레오티드는 개질 뉴클레오티드, 예컨대 메틸화 뉴클레오티드 및 뉴클레오티드 유사체, 우라실, 다른 당 및 연결기, 예컨대 플루오로리보오스 및 티오에이트, 및 뉴클레오티드 분지를 포함한다. 대안적인 구현예에서, 뉴클레오티드의 서열은 비-뉴클레오티드 성분 에 의해 방해된다. As used interchangeably herein, the terms “polynucleotide” and “nucleic acid” refer to polymer forms (ribonucleotides or deoxyribonucleotides) of nucleotides of any length. The term includes single-, double- or triple-stranded DNA, genomic DNA, cDNA, RNA, DNA-RNA hybrids, or purine and pyrimidine bases, or other natural, chemically, or chemically modified, non-natural or inducible. Polymers comprising, but not limited to, nucleotide bases. The following are non-limiting examples of polynucleotides: genes, gene segments, chromosomal segments, ESTs, exons, introns, mRNAs, tRNAs, rRNAs, ribozymes, cDNAs, recombinant polynucleotides, branched polynucleotides, plasmids, vectors, Isolated DNA of any sequence, Isolated RNA of any sequence, nucleic acid probes and primers. In some embodiments, polynucleotides include modified nucleotides such as methylated nucleotides and nucleotide analogues, uracil, other sugars and linking groups such as fluororibose and thioate, and nucleotide branches. In alternative embodiments, the sequence of nucleotides is interrupted by non-nucleotide components.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "DNA 구성물" 및 "형질전환 DNA"는 숙주 세포 또는 유기체에 서열을 도입하는데 사용되는 DNA를 나타내도록 상호교환적으로 사용된다. DNA는 시험관 내에서 PCR 또는 당업자에게 공지된 임의 다른 적합한 기술(들)에 의해 생성될 수 있다. 특히 바람직한 구현예에서, DNA 구성물은 관심 서열 (예를 들어, 후임 (incoming) 서열)을 포함한다. 일부 구현예에서, 서열은 조절 요소 (예를 들어, 프로모터 등)과 같은 추가적 요소에 작동가능하게 연결된다. DNA 구성물은 선택가능 마커를 추가로 포함할 수 있다. 이는 상동성 박스 측면에 후임 서열을 추가로 포함할 수 있다. 추가적인 구현예에서, 형질전환 DNA는 말단에 첨가된 다른 비상동성 서열을 포함한다 (예를 들어, 스터퍼 (stuffer) 서열 또는 측면 (flank)). 일부 구현예에서, 후임 서열의 말단은 형질전환 DNA가 닫힌 고리를 형성하도록 밀접해 있다. 형질전환 서열은 야생형, 돌연변이체일 수 있거나, 또는 개질될 수 있다. 일부 구현예에서, DNA 구성물은 숙주 세포 염색체에 상동인 서열을 포함한다. 다른 구현예에서, DNA 구성물은 비상동성 서열을 포함한다. 일단 DNA 구성물이 시험관 내에서 조립되면, 이는 하기를 위해 사용될 수 있다 : 1) 숙주 세포의 원하는 표적 서열에 이종성 서열을 삽입함 ; 및/또는 2) 숙주 세포 염색체의 부위를 돌연변이시킴 (즉, 내인성 서열을 이종성 서열로 대체함), 및/또는 3) 표적 유전자를 소실시킴 ; 및/또는 숙주에 복제 플라스미드를 도입함.As used herein, the terms “DNA construct” and “transformation DNA” are used interchangeably to refer to DNA used to introduce a sequence into a host cell or organism. DNA can be generated in vitro by PCR or any other suitable technique (s) known to those skilled in the art. In a particularly preferred embodiment, the DNA construct comprises a sequence of interest (eg, an incoming sequence). In some embodiments, the sequence is operably linked to additional elements, such as regulatory elements (eg, promoters, etc.). The DNA construct may further comprise a selectable marker. It may further comprise a successor sequence on the side of the homology box. In further embodiments, the transforming DNA comprises other nonhomologous sequences added at the ends (eg, stuffer sequences or flanks). In some embodiments, the ends of the successor sequences are tight so that the transforming DNA forms a closed ring. Transformation sequences may be wild type, mutant, or may be modified. In some embodiments, the DNA construct comprises a sequence homologous to a host cell chromosome. In other embodiments, the DNA construct comprises a nonhomologous sequence. Once the DNA construct is assembled in vitro, it can be used to: 1) insert the heterologous sequence into the desired target sequence of the host cell; And / or 2) mutating the site of the host cell chromosome (ie, replacing the endogenous sequence with a heterologous sequence), and / or 3) eliminating the target gene; And / or introducing a replication plasmid into the host.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "발현 카세트" 및 "발현 벡터"는 표적 세포 에서 특정 핵산의 전사를 허용하는 일련의 특정 핵산 요소로, 재조합적으로 또는 합성적으로 생성된 핵산 구성물을 나타낸다. 재조합 발현 카세트는 플라스미드, 염색체, 미토콘드리아 DNA, 플라스미드 DNA, 바이러스, 또는 핵산 절편에 혼입될 수 있다. 전형적으로, 발현 벡터의 재조합 발현 카세트 부분은 다른 서열 중에서도, 전사될 핵산 서열 및 프로모터를 포함한다. 바람직한 구현예에서, 발현 벡터는 숙주 세포에서 이종성 DNA 절편을 혼입 및 발현하는 능력을 갖는다. 많은 원핵 및 진핵 발현 벡터가 시판된다. 적절한 발현 벡터의 선택은 당업자의 지식 내에 있다. 용어 "발현 카세트"는 본원에서 "DNA 구성물" 및 그의 문법적인 동등어와 상호교환적으로 사용된다. 적절한 발현 벡터의 선택은 당업자의 지식 내에 있다.As used herein, the terms “expression cassette” and “expression vector” refer to a nucleic acid construct that has been produced recombinantly or synthetically, as a series of specific nucleic acid elements that permit transcription of a particular nucleic acid in a target cell. Recombinant expression cassettes can be incorporated into plasmids, chromosomes, mitochondrial DNA, plasmid DNA, viruses, or nucleic acid fragments. Typically, the recombinant expression cassette portion of an expression vector comprises, among other sequences, the nucleic acid sequence and promoter to be transcribed. In a preferred embodiment, the expression vector has the ability to incorporate and express heterologous DNA fragments in a host cell. Many prokaryotic and eukaryotic expression vectors are commercially available. Selection of the appropriate expression vector is within the knowledge of those skilled in the art. The term "expression cassette" is used herein interchangeably with "DNA construct" and its grammatical equivalents. Selection of the appropriate expression vector is within the knowledge of those skilled in the art.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "벡터"는 하나 이상의 세포 유형에 핵산이 도입되도록 설계된 폴리뉴클레오티드 구성물을 나타낸다. 벡터에는 클로닝 벡터, 발현 벡터, 셔틀 벡터, 플라스미드, 카세트 등이 포함된다. 일부 구현예에서, 폴리뉴클레오티드 구성물은 프로테아제 (예를 들어, 전구체 또는 성숙 프로테아제)를 인코딩하는 DNA 서열을 포함하며, 이 서열은 적합한 숙주에서 DNA의 발현에 영향을 줄 수 있는 적합한 전구서열 (예를 들어, 분비 등)에 작동가능하게 연결되어 있다.As used herein, the term “vector” refers to a polynucleotide construct designed to introduce nucleic acid into one or more cell types. Vectors include cloning vectors, expression vectors, shuttle vectors, plasmids, cassettes and the like. In some embodiments, the polynucleotide construct comprises a DNA sequence encoding a protease (eg, precursor or mature protease), the sequence comprising a suitable prosequence (e.g., that can affect the expression of DNA in a suitable host). For example, secretion, etc.).

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "플라스미드"는 클로닝 벡터로서 사용되는 환형의 이중-가닥 (ds) DNA 구성물을 나타내며, 이는 일부 진핵세포 또는 원핵세포에서 염색체외 자가복제성 유전적 요소를 형성하거나, 또는 숙주 염색체에 함입된 다.As used herein, the term “plasmid” refers to a cyclic double-stranded (ds) DNA construct used as a cloning vector, which forms an extrachromosomal autologous genetic element in some eukaryotic or prokaryotic cells, Or incorporated into the host chromosome.

본원에 사용된 바와 같이, 핵산 서열을 세포에 도입하는 맥락에서, 용어 "도입된"은 핵산 서열을 세포에 옮기기에 적합한 임의 방법을 나타낸다. 상기 도입 방법에는 원형질 융합, 형질감염, 형질전환, 접합 및 유전자도입이 포함되나 이에 제한되지는 않는다 (예를 들어, Ferrari 등, "Genetics, " in Hardwood 등, (eds.), Bacillus, Plenum Publishing Corp., 페이지 57-72 [1989] 참고).As used herein, in the context of introducing a nucleic acid sequence into a cell, the term “introduced” refers to any method suitable for transferring the nucleic acid sequence to the cell. Such transduction methods include, but are not limited to, plasma fusion, transfection, transformation, conjugation and transduction (eg, Ferrari et al., “Genetics,“ in Hardwood et al. (Eds.), Bacillus , Plenum Publishing Corp., pages 57-72 [1989]).

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "형질전환된" 및 "안정하게 형질전환된"은 세포의 게놈에 함입된 고유의 것이 아닌 (이종성) 폴리뉴클레오티드 서열을 갖는 세포, 또는 2개 이상의 세대 동안 유지되는 에피좀 플라스미드로서의 세포를 나타낸다.As used herein, the terms “transformed” and “stablely transformed” refer to a cell having a unique (heterologous) polynucleotide sequence incorporated into the genome of the cell, or that is maintained for two or more generations. Cells as episomal plasmids are shown.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "선택가능 마커-인코딩 뉴클레오티드 서열"은 숙주 세포에서 발현될 수 있는 뉴클레오티드 서열을 나타내며, 여기서, 선택가능 마커의 발현은 상응하는 선택제의 존재 하 또는 필수 영양소의 결여 하에 성장할 수 있는 발현된 유전자를 함유하는 세포에 부여된다.As used herein, the term “selectable marker-encoding nucleotide sequence” refers to a nucleotide sequence that can be expressed in a host cell, wherein expression of the selectable marker is in the presence of a corresponding selection agent or in the absence of essential nutrients. It is endowed to cells containing the expressed genes that can grow.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "선택가능 마커" 및 "선택적 마커"는 벡터를 함유하는 숙주를 쉽게 선택할 수 있게 하는, 숙주 세포에서 발현될 수 있는 핵산 (예를 들어 유전자)을 나타낸다. 상기 선택가능 마커의 예에는 항생제가 포함되나 이에 제한되지 않는다. 따라서, 용어 "선택가능 마커"는 숙주 세포가 관심있는 후임 DNA를 취하였거나 또는 일부 다른 반응이 발생하였다는 표시를 제공하는 유전자를 나타낸다. 전형적으로, 선택가능 마커는 외인성 DNA를 함유하는 세포가 형질전환 동안에 임의의 외인성 서열을 받지 못한 세포와 구별될 수 있도록, 숙주 세포에 대사성 이점 또는 항생제 내성을 부여하는 유전자이다. "상주 (residing) 선택가능 마커"는 형질전환되는 미생물의 염색체 상에 위치하는 마커이다. 상주 선택가능 마커는 형질전환 DNA 구성물 상의 선택가능 마커와 상이한 유전자를 인코딩한다. 선택적 마커는 당업자에게 잘 공지되어 있다. 상기 나타낸 바와 같이, 바람직하게는 마커는 항생제 내성 마커이다 (예를 들어, ampR; phleoR; specR; kanR; eryR; tetR; cmpR; 및 neoR (예를 들어, Guerot-Fleury, Gene, 167:335-337 [1995); Palmeros 등, Gene 247:255-264 [2000]; 및 Trieu-Cuot 등, Gene, 23:331-341, [1983] 참고). 본 발명에 따라 유용한 다른 마커에는 트립토판과 같은 영양요구성 마커 ; 및 β-갈락토시다아제와 같은 검출 마커가 포함되나 이에 제한되지는 않는다.As used herein, the terms “selectable marker” and “selective marker” refer to a nucleic acid (eg, a gene) that can be expressed in a host cell that allows for easy selection of the host containing the vector. Examples of such selectable markers include but are not limited to antibiotics. Thus, the term "selectable marker" refers to a gene that provides an indication that the host cell has taken successor DNA of interest or that some other reaction has occurred. Typically, selectable markers are genes that confer metabolic benefits or antibiotic resistance to a host cell so that cells containing exogenous DNA can be distinguished from cells that do not receive any exogenous sequence during transformation. A "residing selectable marker" is a marker located on the chromosome of the microorganism to be transformed. The resident selectable marker encodes a gene that is different from the selectable marker on the transforming DNA construct. Selective markers are well known to those skilled in the art. As indicated above, preferably the marker is an antibiotic resistance marker (eg, amp R ; phleo R ; spec R ; kan R ; ery R ; tet R ; cmp R ; and neo R (eg, Guerot- Fleury, Gene, 167: 335-337 (1995); Palmeros et al., Gene 247: 255-264 [2000]; and Trieu-Cuot et al., Gene, 23: 331-341, [1983]. Other markers useful in accordance with the present invention include nutritional utero markers such as tryptophan; And detection markers such as β-galactosidase.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "프로모터"는 하류 유전자의 전사를 지도하는 기능을 하는 핵산 서열을 나타낸다. 바람직한 구현예에서, 프로모터는 표적 유전자가 발현되는 숙주 세포에 적절하다. 다른 전사 및 번역 조절 핵산 서열 ("조절 서열"이라고도 함)과 함께 프로모터는 주어진 유전자의 발현에 필요하다. 일반적으로, 전사 및 번역 조절 서열에는 프로모터 서열, 리보솜 결합 위치, 전사 출발 및 정지 서열, 번역 출발 및 정지 서열, 및 인핸서 또는 활성 서열이 포함되나 이에 제한되지는 않는다.As used herein, the term “promoter” refers to a nucleic acid sequence that functions to direct transcription of downstream genes. In a preferred embodiment, the promoter is suitable for the host cell in which the target gene is expressed. A promoter, along with other transcriptional and translational regulatory nucleic acid sequences (also called "regulatory sequences"), is required for the expression of a given gene. In general, transcriptional and translational regulatory sequences include, but are not limited to, promoter sequences, ribosomal binding sites, transcriptional start and stop sequences, translational start and stop sequences, and enhancers or active sequences.

핵산은 또 다른 핵산 서열과 기능적 관계를 맺도록 위치되는 경우 "작동가능 하게 연결된다". 예를 들어, DNA 인코딩 분비 리더 (즉, 신호 펩티드)는 그것이 폴리펩티드의 분비에 참여하는 예비단백질 (preprotein)로서 발현된다면 폴리펩티드에 대한 DNA에 작동가능하게 연결되며; 프로모터 또는 인핸서는 그것이 서열의 전사에 영향을 미친다면 코딩 서열에 작동가능하게 연결되거나; 또는 리보솜 결합 부위는 그것이 번역을 용이하게 하도록 위치된다면 코딩 서열에 작동가능하게 연결된다. 일반적으로, "작동가능하게 연결된"은 연결되는 DNA 서열이 인접해 있고, 분비 리더의 경우, 인접해 있고 해독 기 (reading phase)에 있음을 의미한다. 그러나, 인핸서는 인접해 있을 필요가 없다. 연결은 통상의 제한 부위에서의 연결에 의해 이루어진다. 상기 부위가 존재하지 않는다면, 합성 올리고뉴클레오티드 어댑터 또는 링커가 통상의 실행에 따라 사용된다.A nucleic acid is “operably linked” when it is positioned to have a functional relationship with another nucleic acid sequence. For example, a DNA encoding secretory leader (ie, signal peptide) is operably linked to DNA for a polypeptide if it is expressed as a preprotein that participates in the secretion of the polypeptide; A promoter or enhancer is operably linked to a coding sequence if it affects the transcription of the sequence; Or the ribosome binding site is operably linked to a coding sequence if it is located to facilitate translation. In general, "operably linked" means that the DNA sequences to which they are linked are contiguous, and in the case of a secretory leader, are contiguous and in the reading phase. However, enhancers do not have to be contiguous. Linking is by linkage at conventional restriction sites. If such sites do not exist, the synthetic oligonucleotide adapters or linkers are used in accordance with conventional practice.

본원에 사용되는 바와 같은 용어 "유전자"는 폴리펩티드를 인코딩하고, 코딩 부위 전 후 부위뿐만 아니라, 개별 코딩 분절 (엑손) 사이의 개입 서열 (인트론)을 포함하는 폴리뉴클레오티드 (예를 들어, DNA 분절)를 나타낸다.The term “gene” as used herein refers to a polynucleotide (eg, a DNA segment) that encodes a polypeptide and includes an intervening sequence (intron) between individual coding segments (exons) as well as sites before and after coding sites. Indicates.

본원에 사용되는 바와 같이, "상동 유전자"는 상이하지만 통상적으로는 연관된 종으로부터 비롯된 유전자 쌍을 나타내며, 상기 상동 유전자는 서로에게 상응하며 서로 동일하거나 또는 매우 유사하다. 상기 용어는 종분화에 의해 분리된 유전자 (즉, 신규 종의 개발) (예를 들어, 오르토로그 (orthologous) 유전자) 뿐만 아니라 유전적 복제에 의해 분리된 유전자 (예를 들어, 파라로그 (paralogous) 유전자)를 포함한다.As used herein, "homologous genes" refer to pairs of genes that differ from one another, but usually from related species, which homologous genes correspond to one another and are identical or very similar to one another. The term refers to genes isolated by speciation (ie, development of new species) (eg orthologous genes) as well as genes isolated by genetic replication (eg paralogous). Gene).

본원에 사용된 바와 같이, "오르토로그" 및 "오르토로그 유전자"는 종분화에 의해 공통의 조상 유전자 (즉, 상동 유전자)로부터 진화한 상이한 종의 유전자를 나타낸다. 전형적으로, 오르토로그는 진화 과정 동안에 동일한 기능을 유지한다. 오르토로그의 확인은 새로 서열화된 게놈에서 유전자 기능을 신뢰할만하게 예측하는데 사용된다.As used herein, “orthologs” and “ortholog genes” refer to genes of different species that have evolved from a common ancestor gene (ie, homologous gene) by speciation. Typically, orthologs retain the same function during evolution. Identification of orthologs is used to reliably predict gene function in a newly sequenced genome.

본원에 사용된 바와 같이, "파라로그" 및 "파라로그 유전자"는 게놈 내에서의 복제 (duplication)에 의해 관계되는 유전자를 나타낸다. 오르토로그는 진화 과정 동안에 동일한 기능을 유지하는 반면, 파라로그는 일부 기능이 본래의 것과 종종 관련이 있더라도 새로운 기능을 진화시킨다. 파라로그 유전자의 예에는, 모두 세린 단백분해효소이고 동일 종에서 함께 발생하는 트립신, 키모트립신, 엘라스타제, 및 트롬빈을 인코딩하는 유전자가 포함되나 이에 제한되지는 않는다.As used herein, "paralog" and "paralog gene" refer to genes involved by duplication in the genome. Orthologs retain the same function throughout the evolution process, while paralogs evolve new functions even though some functions are often related to the original. Examples of paralog genes include, but are not limited to, genes encoding trypsin, chymotrypsin, elastase, and thrombin, all of which are serine proteases and occur together in the same species.

본원에 사용되는 바와 같이, "상동"은 서열 유사성 또는 동일성을 나타내며, 동일성이 바람직하다. 상기 상동은 당업계에 공지된 표준 기술을 사용하여 측정된다 (예를 들어, Smith and Waterman, Adv. Appl. Math., 2:482 [1981]; Needleman and Wunsch, J. Mol. Biol., 48:443 [1970]; Pearson and Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:2444 [1988]; 프로그램, 예컨대 GAP, BESTFlT, FASTA, 및 TFASTA {Wisconsin Genetics Software Package (Genetics Computer Group, Madison, WI)}; 및 Devereux 등, Nucl. Acid Res., 12:387-395 [1984] 참고).As used herein, “homology” refers to sequence similarity or identity, with identity being preferred. The homology is measured using standard techniques known in the art (eg, Smith and Waterman, Adv. Appl. Math., 2: 482 [1981]; Needleman and Wunsch, J. Mol. Biol., 48 : 443 [1970]; Pearson and Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 2444 [1988]; programs such as GAP, BESTFlT, FASTA, and TFASTA {Wisconsin Genetics Software Package (Genetics Computer Group, Madison, WI) And Devereux et al., Nucl.Acid Res., 12: 387-395 [1984]).

본원에 사용되는 바와 같이, "유사 서열"은 유전자의 기능이 모체 유전자 (예를 들어, 셀룰로모나스 균주 69B4 프로테아제)를 바탕으로 한 유전자와 본질적으로 동일한 서열이다. 추가적으로는, 유사 유전자는 모체 유전자의 서열과 적 어도 약 45%, 약 50%, 약 55%, 약 60%, 약 65%, 약 70%, 약 75%, 약 80%, 약 85%, 약 90%, 약 95%, 약 97%, 약 98%, 약 99% 또는 약 100%의 서열 동일성을 포함한다. 대안적으로는, 유사 서열은 모체 유전자 (예를 들어, 셀룰로모나스 균주 69B4 프로테아제) 부위에서 발견되는 유전자의 70 내지 100%의 정렬을 갖고/갖거나, 또는 모체 유전자 (예를 들어, 셀룰로모나스 균주 69B4 염색체)를 함유하는 염색체 내의 유전자와 정렬된 부위에서 발견된 적어도 5 내지 10개의 유전자를 갖는다. 추가적인 구현예에서, 상기 특성 중 하나 초과가 서열에 적용된다. 유사 서열은 공지된 서열 정렬 방법에 의해 측정된다. 통상 사용되는 정렬 방법은 BLAST이나, 상기 및 하기에 나타나 있듯이, 서열 정렬에 사용될 수 있는 다른 방법도 있다.As used herein, “similar sequence” is a sequence whose function is essentially the same as a gene based on the parent gene (eg, cellulose monas strain 69B4 protease). In addition, the analogous gene is at least about 45%, about 50%, about 55%, about 60%, about 65%, about 70%, about 75%, about 80%, about 85%, about the sequence of the parent gene. 90%, about 95%, about 97%, about 98%, about 99% or about 100% sequence identity. Alternatively, the analogous sequence has 70-100% alignment of the gene found at the parent gene (eg, Cellulomonas strain 69B4 protease) site, and / or has a parent gene (eg, cellulosic) At least 5 to 10 genes found at sites aligned with the genes in the chromosome containing Monas strain 69B4 chromosome. In further embodiments, more than one of the above properties is applied to the sequence. Analogous sequences are determined by known sequence alignment methods. A commonly used alignment method is BLAST, but there are other methods that can be used to align sequences, as shown above and below.

유용한 알고리즘의 한 예는 PILEUP이다. PILEUP는 점진, 2쌍 정렬을 사용하는 관련 서열의 군으로부터의 다중 서열 정렬을 만든다. 이는 또한, 정렬을 만드는데 사용되는 클러스터링 관계 (clustering relationship)를 보여주는 나무 (tree)를 그릴 수 있다. PILEUP는 Feng 및 Doolittle의 점진 정렬 방법의 단순화 (simplification)를 사용한다 (Feng and Doolittle, J. Mol. Evol., 35:351-360 [1987]). 상기 방법은 Higgins 및 Sharp에 의해 기재된 방법과 유사하다 (Higgins and Sharp, CABIOS 5:151-153 [1989]). 유용한 PILEUP 매개변수는 3.00의 디폴트 갭 가중치 (weight), 0.10의 디폴트 갭 길이 가중치, 및 가중치 엔드 갭을 포함한다.One example of a useful algorithm is PILEUP. PILEUP creates multiple sequence alignments from a group of related sequences using progressive, two-pair alignments. It can also draw a tree showing the clustering relationship used to make the alignment. PILEUP uses a simplification of Feng and Doolittle's incremental alignment method (Feng and Doolittle, J. Mol. Evol., 35: 351-360 [1987]). The method is similar to the method described by Higgins and Sharp (Higgins and Sharp, CABIOS 5: 151-153 [1989]). Useful PILEUP parameters include a default gap weight of 3.00, a default gap length weight of 0.10, and a weighted end gap.

유용한 알고리즘의 또 다른 예는 Altschul 등에 의해 기술된 BLAST 알고리즘 이다 (Altschul 등, J. Mol. Biol., 215:403-410 [1990]; 및 Karlin 등, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 90:5873-5787 [1993)). 특히 유용한 BLAST 프로그램은 WU-BLAST-2 프로그램이다 (Altschul 등, Meth. Enzymol., 266:460-480 [1996] 참고). WU-BLAST-2는 여러 검색 매개변수를 사용하는데, 이의 대부분은 디폴트 값에 맞춰진다. 조정가능한 매개변수는 하기 값을 사용해 설정된다 : 중복 스팬 (overlap span) = 1, 중복 분획 (overlap fraction) = 0.125, 워드 역치 (word threshold) (T) = 11. HSP S 및 HSP S2 매개변수는 동적 값 (dynamic 값)이고, 관심 서열이 검색되는 특정 데이타베이스의 조성 및 특정 서열의 조성에 의존하여 프로그램 자체에 의해 구축된다. 그러나, 상기 값은 민감도를 증가시키도록 조정될 수 있다. 아미노산 서열 동일성 값 %는 매칭하는 동일한 잔기의 수를 정렬된 부위 내 "더 긴" 서열의 잔기의 총 수로 나누어서 측정된다. "더 긴" 서열은 정렬된 부위에서 가장 실제적인 잔기를 갖는 서열이다 (정렬 스코어를 최대화하기 위해 WU-Blast-2에 의해 도입된 갭은 무시함).Another example of a useful algorithm is the BLAST algorithm described by Altschul et al. (Altschul et al., J. Mol. Biol., 215: 403-410 [1990]; and Karlin et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 90: 5873-5787 (1993)). A particularly useful BLAST program is the WU-BLAST-2 program (see Altschul et al., Meth. Enzymol., 266: 460-480 [1996]). WU-BLAST-2 uses several search parameters, most of which are set to the default values. The adjustable parameters are set using the following values: overlap span = 1, overlap fraction = 0.125, word threshold (T) = 11. HSP S and HSP S2 parameters are It is a dynamic value and is built by the program itself depending on the composition of the particular database and the composition of the particular sequence from which the sequence of interest is searched. However, the value can be adjusted to increase the sensitivity. The% amino acid sequence identity value is determined by dividing the number of identical residues that match by the total number of residues of the "longer" sequence in the aligned site. A “longer” sequence is one with the most actual residue at the aligned site (ignoring the gap introduced by WU-Blast-2 to maximize the alignment score).

따라서, "핵산 서열 동일성 %"는 출발 서열 (즉, 관심 서열)의 뉴클레오티드 잔기와 동일한 후보 서열 내 뉴클레오티드 잔기의 %로서 정의된다. 바람직한 방법은 디폴트 매개변수에 설정하는데 WU-BLAST-2의 BLASTN 모듈을 사용하고, 중복 스팬 및 중복 분획을 각각 1 및 0.125로 맞춘다.Thus, "% nucleic acid sequence identity" is defined as the percentage of nucleotide residues in a candidate sequence that are identical to the nucleotide residues of the starting sequence (ie, the sequence of interest). The preferred method uses the BLASTN module of WU-BLAST-2 to set the default parameters, setting the duplicate span and duplicate fraction to 1 and 0.125, respectively.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "하이브리드화"는 당업계에 공지된 바와 같이, 핵산 중 한 가닥이 염기쌍을 통해 상보성 가닥과 결합하는 방법을 나타낸다.As used herein, the term “hybridization” refers to a method in which one strand of a nucleic acid binds to a complementary strand through base pairs, as is known in the art.

중간 내지 높은 엄격한 하이브리드화 및 세척 조건 하에 두 서열이 서로 특 이적으로 하이브리드화된다면, 핵산 서열은 참조 핵산 서열에 대해 "선택적으로 하이브리드화가능한" 것으로 간주된다. 하이브리드화 조건은 핵산 결합 복합체 또는 프로브의 용융 온도 (Tm)를 기준으로 한다. 예를 들어, "최대의 엄격성"은 전형적으로 약 Tm - 5℃ (프로브의 Tm보다 5℃ 낮음)에서 발생하고; "높은 엄격성"은 Tm 보다 약 5 ~ 10℃ 낮은 온도에서 발생하고; "중간 정도의 엄격성"은 프로브의 Tm 보다 약 10 ~ 20℃ 낮은 온도에서 발생하고; "낮은 엄격성"은 Tm 보다 약 20 ~ 25℃ 낮은 온도에서 발생한다. 기능적으로, 하이브리드화 프로브를 사용해 엄격한 동일성 또는 거의 엄격한 동일성을 갖는 서열을 확인하기 위해서는 최대의 엄격한 조건이 사용될 수 있으며; 한편, 중간 또는 낮은 엄격한 하이브리드화는 폴리뉴클레오티드 서열 상동체 (homolog)를 확인 또는 검출하는데 사용될 수 있다. If the two sequences specifically hybridize to each other under medium to high stringent hybridization and wash conditions, the nucleic acid sequence is considered to be "selectively hybridizable" to the reference nucleic acid sequence. Hybridization conditions are based on the melting temperature (Tm) of the nucleic acid binding complex or probe. For example, “maximum stringency” typically occurs at about Tm-5 ° C. (5 ° C. lower than the Tm of the probe); “High stringency” occurs at a temperature about 5-10 ° C. below the Tm; “Moderate stringency” occurs at a temperature about 10-20 ° C. below the Tm of the probe; "Low stringency" occurs at temperatures about 20-25 ° C. below the Tm. Functionally, maximum stringent conditions can be used to identify sequences with strict or near strict identity using hybridization probes; On the other hand, medium or low stringent hybridization can be used to identify or detect polynucleotide sequence homologs.

중간 및 높은 엄격한 하이브리드화 조건은 당업계에 잘 공지되어 있다. 높은 엄격한 조건의 예는 50% 포름아미드, 5X SSC, 5X Denhardt 용액, 0.5% SDS 및 100 μg/ml 변성된 운반체 DNA 내에서, 약 42℃에서 하이브리드화하고, 이어서 2X SSC 및 0.5% SDS 내에서, 실온에서 2회 세척하고, 0.1X SSC 및 0.5% SDS 내에서, 42℃에서 추가로 2회 세척하는 것을 포함한다. 중간 정도의 엄격한 조건의 예는 20% 포름아미드, 5X SSC (15O mM NaCl, 15 mM 트리나트륨 시트레이트), 50 mM 나트륨 포스페이트 (pH 7.6), 5X Denhardt 용액, 10% 덱스트란 설페이트 및 20 mg/ml 변성된 쉐어드 연어 정자 DNA (denatured sheared salmon sperm DNA)를 포함하는 용액 내에서, 37℃에서 하룻밤 동안 인큐베이션하고, 이어서 약 37 ~ 50℃, 1X SSC에서 필터를 세척하는 것을 포함한다. 당업자는 프로브 길이 등과 같은 인자를 조절하는데 필요한 온도, 이온 세기 등을 조정하는 방법을 알고 있다.Medium and high stringent hybridization conditions are well known in the art. Examples of high stringent conditions are hybridization at about 42 ° C. in 50% formamide, 5X SSC, 5X Denhardt solution, 0.5% SDS and 100 μg / ml denatured carrier DNA, followed by 2X SSC and 0.5% SDS Washing twice at room temperature and further washing at 42 ° C., in 0.1 × SSC and 0.5% SDS. Examples of moderately stringent conditions include 20% formamide, 5X SSC (15O mM NaCl, 15 mM trisodium citrate), 50 mM sodium phosphate (pH 7.6), 5X Denhardt solution, 10% dextran sulfate and 20 mg / In a solution containing ml denatured sheared salmon sperm DNA, incubate at 37 ° C. overnight, followed by washing the filter at about 37-50 ° C., 1 × SSC. Those skilled in the art know how to adjust the temperature, ionic strength, and the like necessary to adjust factors such as probe length and the like.

본원에 사용되는 바와 같은, "재조합"은 이종 핵산 서열의 도입에 의해 개질된 세포 또는 벡터, 또는 그렇게 해서 개질된 세포로부터 유래된 세포를 나타내는 것을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 재조합 세포는 세포의 고유의 (비-재조합) 형태 내에서 동일한 형태로 발견되지 않는 유전자를 발현하거나, 또는 고의적인 인간 개입의 결과로서 발현되거나 또는 전혀 발현되지 않는, 즉, 다르게 비정상적으로 발현되는 본래의 유전자를 발현한다. "재조합," "재조합화," 및 "재조합된" 핵산의 생성은 일반적으로 2개 이상의 핵산 절편의 어셈블리로서, 이러한 어셈블리는 키메라 유전자를 산출한다.As used herein, “recombinant” includes those that refer to cells or vectors modified by the introduction of heterologous nucleic acid sequences, or cells derived from such modified cells. Thus, for example, a recombinant cell expresses a gene that is not found in the same form in its native (non-recombinant) form, or is expressed as a result of intentional human intervention or not at all, ie It expresses native genes that are otherwise abnormally expressed. The production of “recombinant,” “recombinantized,” and “recombined” nucleic acids is generally an assembly of two or more nucleic acid fragments, which assembly produces a chimeric gene.

바람직한 구현예에서, 돌연변이체 DNA 서열은 하나 이상의 코돈에서의 위치 포화 돌연변이유발로 생성된다. 또 다른 바람직한 구현예에서, 위치 포화 돌연변이유발은 2개 이상의 코돈에 대해 수행된다. 추가의 구현예에서, 돌연변이체 DNA 서열은 야생형 서열과 50% 초과, 55% 초과, 60% 초과, 65% 초과, 70% 초과, 75% 초과, 80% 초과, 85% 초과, 90% 초과, 95% 초과, 또는 98% 초과의 상동성을 갖는다. 대안적인 구현예에서, 돌연변이체 DNA는 임의의 공지된 돌연변이유발 과정 예컨대, 방사선조사, 니트로소구아니딘 등을 사용하여 생체 내에서 생성된다. 이후, 원하는 DNA 서열을 단리하고 본원에 제공된 방법에 사용한다.In a preferred embodiment, the mutant DNA sequence is generated by site saturation mutagenesis in one or more codons. In another preferred embodiment, site saturation mutagenesis is performed for two or more codons. In further embodiments, the mutant DNA sequence is greater than 50%, greater than 55%, greater than 60%, greater than 65%, greater than 70%, greater than 75%, greater than 80%, greater than 85%, greater than 90% with the wild type sequence, More than 95%, or more than 98% homology. In alternative embodiments, mutant DNA is generated in vivo using any known mutagenesis process such as irradiation, nitrosoguanidine, and the like. The desired DNA sequence is then isolated and used in the methods provided herein.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "표적 서열"은 후임 서열을 숙주 세포 게놈에 삽입하는 것이 바람직한 경우, 서열을 인코딩하는 숙주 세포 내 DNA 서열을 나타낸다. 일부 구현예에서, 표적 서열은 기능성 야생형 유전자 또는 오페론을 인코딩하는 반면, 다른 구현예에서, 표적 서열은 기능성 돌연변이 유전자 또는 오페론, 또는 비-기능성 유전자 또는 오페론을 인코딩한다. As used herein, the term “target sequence” refers to a DNA sequence in a host cell that encodes the sequence if it is desired to insert a successor sequence into the host cell genome. In some embodiments, the target sequence encodes a functional wild type gene or operon, while in other embodiments, the target sequence encodes a functional mutant gene or operon, or a non-functional gene or operon.

본원에 사용된 바와 같이, "측면 서열 (flanking sequence)"은 논의되는 서열의 상류 또는 하류에 있는 임의의 서열을 나타낸다 (예를 들어, 유전자 A-B-C 에 대해서, 유전자 B는 A 및 C 유전자 서열의 측면에 있음). 바람직한 구현예에서, 후임 서열은 각 면 상에 있는 상동성 박스의 측면에 있다. 또 다른 구현예에서, 후임 서열 및 상동성 박스는 각 면 상의 스터퍼 서열의 측면에 있는 단위 (unit)를 포함한다. 일부 구현예에서, 측면 서열은 단지 단일 면 (3' 또는 5') 상에만 존재하나, 바람직한 구현예에서, 상기 서열은 측면에 있는 서열의 각 면 상에 존재한다. 일부 구현예에서, 측면 서열은 단지 단일 면 (3' 또는 5') 상에만 존재하는 반면, 바람직한 구현예에서, 상기 서열은 측면에 있는 서열의 각 면 상에 존재한다. As used herein, “flanking sequence” refers to any sequence upstream or downstream of the sequence under discussion (eg, for gene ABC, gene B is the side of the A and C gene sequences In). In a preferred embodiment, the successor sequence is on the side of the homology box on each side. In another embodiment, the successor sequence and homology box comprise units flanking the stuffer sequence on each side. In some embodiments, flanking sequences exist only on a single side (3 'or 5'), but in preferred embodiments, the sequences are on each side of the flanking sequence. In some embodiments, flanking sequences exist only on a single side (3 'or 5'), while in preferred embodiments, the sequences are on each side of the flanking sequence.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "스터퍼 서열"은 상동성 박스의 측면에 있는 임의의 외부 DNA (전형적으로 벡터 서열)를 나타낸다. 그러나, 상기 용어는 임의의 비상동성 DNA 서열을 포함한다. 이론에 제한되지 않으면서, 스터퍼 서열은 DNA 취득이 개시되도록 세포에 대해 중요하지 않은 표적을 제공한다.As used herein, the term “stuffer sequence” refers to any external DNA (typically vector sequence) on the side of a homology box. However, the term includes any nonhomologous DNA sequence. Without wishing to be bound by theory, the stuffer sequence provides an insignificant target for the cell to initiate DNA acquisition.

본원에 사용된 바와 같은, 용어 "증폭" 및 "유전자 증폭"은, 증폭된 유전자가 게놈에 처음에 존재하던 것보다 높은 카피수로 존재하게 되는 식으로 특정 DNA 서열이 과잉 복제되는 방법을 나타낸다. 일부 구현예에서, 약물 (예를 들어 억제가능 효소의 억제자)의 존재 하에서의 성장에 의한 세포의 선택은, 상기 약물의 존재 하의 성장에 필요한 유전자 생성물을 인코딩하는 내인성 유전자의 증폭 또는 상기 유전자 생성물을 인코딩하는 외인성 (즉, 투입됨) 서열의 증폭, 또는 모두를 야기한다.As used herein, the terms “amplification” and “gene amplification” refer to a method in which a particular DNA sequence is overly replicated such that the amplified gene is present at a higher copy number than was originally present in the genome. In some embodiments, the selection of cells by growth in the presence of a drug (eg, inhibitor of an inhibitory enzyme) results in the amplification of an endogenous gene or the gene product encoding a gene product required for growth in the presence of the drug. Resulting in amplification, or both, of the exogenous (ie injected) sequence of encoding.

"증폭"은 주형 특이성과 관련된 핵산 복제의 특별한 경우이다. 이것은 비-특이적 주형 복제 (즉, 주형-의존적이나 특이적 주형에는 의존하지 않는 복제) 와는 대조적인 것이다. 여기서 주형 특이성은 복제 충실도 (즉, 적합한 폴리뉴클레오티드 서열의 합성) 및 뉴클레오티드 (리보- 또는 데옥시리보-) 특이성과는 구별된다. 주형 특이성은 종종 "표적" 특이성과 관련되어 기재된다. 표적 서열은 다른 핵산으로부터 색출된다는 점에서 "표적"이다. 증폭 기술은 이러한 색출을 위해 일차적으로 설계되었다."Amplification" is a special case of nucleic acid replication associated with template specificity. This is in contrast to non-specific template replication (ie, replication that is template-dependent but not dependent on the specific template). Template specificity is here distinguished from replication fidelity (ie, synthesis of suitable polynucleotide sequences) and nucleotide (ribo- or deoxyribo-) specificities. Template specificity is often described in terms of “target” specificity. Target sequences are "targets" in that they are extracted from other nucleic acids. Amplification techniques were primarily designed for this extraction.

본원에 사용된 바와 같은, 용어 "공동-증폭 (co-amplification)"은 다른 유전자 서열 (즉, 발현 벡터 내에 함유된 유전자들과 같은 하나 이상의 비-선택적 유전자를 포함함)과 함께 증폭가능 마커의 단일 세포 내로의 도입 및 적절한 선택적 압력의 적용을 나타내며, 세포는 증폭가능 마커 및 기타, 비-선택적 유전자 서열 모두를 증폭시킨다. 증폭가능 마커는 다른 유전자 서열에 물리적으로 연결될 수 있거나 대안적으로는 하나는 증폭가능 마커를 함유하고 다른 하나는 비-선택적 마커를 함유하는 2개의 분리된 DNA 조각이 동일 세포 내에 도입될 수 있다.As used herein, the term "co-amplification" refers to an amplifiable marker along with other gene sequences (ie, including one or more non-selective genes, such as genes contained in an expression vector). Introduced into a single cell and application of appropriate selective pressure, the cells amplify both amplifiable markers and other, non-selective gene sequences. Amplifiable markers may be physically linked to other gene sequences or alternatively two separate DNA fragments, one containing amplifiable markers and the other containing non-selective markers, may be introduced into the same cell.

본원에 사용된 바와 같은, 용어 "증폭가능 마커," "증폭가능 유전자" 및 "증폭 벡터"는 적절한 성장 조건 하에서 유전자의 증폭을 가능하게 하는 유전자를 인코딩하는 벡터 또는 유전자를 나타낸다.As used herein, the terms “amplifiable marker,” “amplifiable gene” and “amplification vector” refer to a vector or gene that encodes a gene that allows for amplification of the gene under appropriate growth conditions.

"주형 특이성"은 효소 선택에 의한 대부분의 증폭 기술로 달성된다. 증폭 효소는 사용되는 조건 하에서 핵산의 불균질 혼합물 중의 오직 특이적 서열의 핵산만을 가공할 효소이다. 예를 들어, Qβ 레플리카아제의 경우, MDV-1 RNA가 레플리카아제에 대한 특이적 주형이고 (예를 들어 Kacian 등, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 69:3038 [1972] 참고), 다른 핵산은 상기 증폭 효소에 의해 복제되지 않는다. 유사하게, T7 RNA 중합효소의 경우, 상기 증폭 효소는 그 자신의 프로모터에 대해 엄격한 특이성을 갖는다 (Chamberlin 등, Nature 228:227 [1970] 참고). T4 DNA 리가아제의 경우, 상기 효소는 연결 접합점에서 올리고뉴클레오티드 또는 폴리뉴클레오티드 기질과 주형 사이의 미스매치가 있는 2개의 올리고뉴클레오티드 또는 폴리뉴클레오티드를 연결시키지는 않을 것이다 (Wu and Wallace, Genomics 4:560 [1989] 참고). 마지막으로, Taq 및 Pfu 중합효소는 고온에서 작용하는 그들의 능력에 비추어, 결합된 서열에 대해 높은 특이성을 나타내는 것으로 발견되므로, 프라이머에 의해 정의되며; 고온은 표적 서열과의 프라이머 하이브리드화를 선호하고 비-표적 서열과의 하이브리드화를 선호하지 않는 열역학적 상태를 야기한다."Template specificity" is achieved with most amplification techniques by enzyme selection. Amplifying enzymes are enzymes that will process only nucleic acids of specific sequences in a heterogeneous mixture of nucleic acids under the conditions used. For example, for Qβ replicaases, MDV-1 RNA is a specific template for replicaases (see, eg, Kacian et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 69: 3038 [1972]), and other nucleic acids. Is not replicated by the amplification enzyme. Similarly, in the case of T7 RNA polymerase, the amplification enzyme has strict specificity for its own promoter (see Chamberlin et al., Nature 228: 227 [1970]). In the case of T4 DNA ligase, the enzyme will not link two oligonucleotides or polynucleotides that have a mismatch between the oligonucleotide or polynucleotide substrate and the template at the junction (Wu and Wallace, Genomics 4: 560 [1989] ] Reference). Finally, Taq and Pfu polymerases are defined by primers as they are found to exhibit high specificity for the bound sequence in view of their ability to act at high temperatures; High temperatures result in thermodynamic conditions that favor primer hybridization with the target sequence and do not favor hybridization with non-target sequences.

본원에 사용된 바와 같은, 용어 "증폭가능 핵산"은 임의의 증폭 방법에 의해 증폭될 수 있는 핵산을 나타낸다. "증폭가능 핵산"은 통상 "샘플 주형"을 포함할 것으로 생각된다.As used herein, the term “amplifiable nucleic acid” refers to a nucleic acid that can be amplified by any amplification method. It is contemplated that an "amplifiable nucleic acid" will typically include a "sample template."

본원에 사용된 바와 같은, 용어 "샘플 주형"은 "표적" (하기 정의됨)의 존재를 분석하는 샘플로부터 기원하는 핵산을 나타낸다. 대조적으로, "배경 주형" 은 샘플에 존재할 수 있거나 존재할 수 없는 샘플 주형 이외의 핵산에 관해 사용된다. 배경 주형은 대부분 종종 부주의에 의한 것이다. 이것은 잔류 결과일 수 있거나, 샘플로부터 정제해서 제거되어야 할 핵산 오염물의 존재로 인한 것일 수 있다. 예를 들어, 검출되는 것 이외의 유기체로부터의 핵산은 시험 샘플 중의 배경으로 존재할 수 있다.As used herein, the term “sample template” refers to a nucleic acid that originates from a sample analyzing the presence of “target” (defined below). In contrast, “background template” is used for nucleic acids other than sample templates that may or may not be present in a sample. Background templates are often inadvertent. This may be a residual result or may be due to the presence of nucleic acid contaminants to be purified and removed from the sample. For example, nucleic acids from organisms other than those that are detected can be present in the background in a test sample.

본원에 사용된 바와 같은, 용어 "프라이머"는 핵산 가닥에 상보적인 프라이머 확장 생성물의 합성이 유도되는 조건 하에 놓인 경우 (즉, 뉴클레오티드 및 DNA 중합효소와 같은 유도제의 존재 하에서 및 적합한 온도 및 pH에서) 합성 개시점으로 작용할 수 있는, 합성적으로 생성되거나 정제된 제한 소화물에서와 같이 자연 발생되는지의 여부에 관계없는 올리고뉴클레오티드를 나타낸다. 프라이머는 증폭시 최대 효율을 위해 바람직하게는 단일 가닥이지만, 대안적으로는 이중 가닥일 수 있다. 이중 가닥인 경우, 프라이머는 먼저 가닥을 분리시키기 위해 처리된 후, 확장 생성물을 제조하는데 사용된다. 바람직하게는, 프라이머는 올리고데옥시리보뉴클레오티드이다. 프라이머는 유도제의 존재 하에서 확장 생성물의 합성을 시작하기에 충분히 길어야만 한다. 프라이머의 정확한 길이는 온도, 프라이머의 공급원 및 방법의 용도를 포함하는 많은 인자에 따라 다르다.As used herein, the term “primer” is placed under conditions that result in the synthesis of primer extension products complementary to the nucleic acid strand (ie, in the presence of inducers such as nucleotides and DNA polymerases and at suitable temperatures and pHs). Oligonucleotides are shown whether or not naturally occurring, such as in synthetically produced or purified restriction digests, which can serve as a starting point for synthesis. The primer is preferably single stranded for maximum efficiency in amplification, but may alternatively be double stranded. In the case of double strands, the primer is first processed to separate the strands and then used to prepare the expansion product. Preferably, the primer is an oligodeoxyribonucleotide. The primer must be long enough to start the synthesis of the expansion product in the presence of the inducing agent. The exact length of the primer depends on many factors, including temperature, source of primer and the use of the method.

본원에 사용된 바와 같은, 용어 "프로브"는 또 다른 관심 올리고뉴클레오티드에 하이브리드화할 수 있는, 합성적으로, 재조합적으로 또는 PCR 증폭에 의해 생성되거나 정제된 제한 소화물과 같이 자연 발생되는지의 여부에 관계없는 올리고뉴클레오티드 (즉, 일련의 뉴클레오티드)를 나타낸다. 프로브는 단일 가닥 또는 이중 가닥일 수 있다. 프로브는 특정 유전자 서열의 검출, 확인 및 단리에 유용하다. 본 발명에서 사용되는 임의의 프로브는 효소 (예를 들어, ELISA 뿐 아니라, 효소-기반 면역화학적 검정법), 형광, 방사능 및 발광 시스템을 포함하나 이에 제한되지 않는 임의의 검출 시스템으로 검출가능하도록, 임의의 "리포터 분자" 로 표지될 것이 계획된다. 본 발명이 임의의 특정 검출 시스템 또는 표지에 제한되는 것으로 의도되지는 않는다.As used herein, the term “probe” relates to whether or not it naturally occurs, such as a restriction digest produced or purified synthetically, recombinantly or by PCR amplification, which can hybridize to another oligonucleotide of interest. Oligonucleotides (ie, a series of nucleotides) are shown. The probe may be single stranded or double stranded. Probes are useful for the detection, identification and isolation of specific gene sequences. Any probe used in the present invention can be detected by any detection system, including but not limited to enzymes (eg, ELISA, as well as enzyme-based immunochemical assays), fluorescence, radioactivity and luminescence systems. It is envisioned to be labeled "reporter molecule" of. It is not intended that the present invention be limited to any particular detection system or label.

본원에 사용된 바와 같은, 중합효소 연쇄 반응과 관련하여 사용되는 경우 용어 "표적"은, 중합효소 연쇄 반응에 사용되는 프라이머에 의해 결합된 핵산의 부위를 나타낸다. 따라서, "표적"은 다른 핵산 서열로부터 색출된다. "분절"은 표적 서열 내의 핵산의 부위로서 정의된다. As used herein, the term “target” when used in connection with a polymerase chain reaction refers to a site of nucleic acid bound by a primer used in a polymerase chain reaction. Thus, a "target" is extracted from another nucleic acid sequence. "Segment" is defined as the site of a nucleic acid in a target sequence.

본원에 사용된 바와 같은, 용어 "중합효소 연쇄 반응" ("PCR")은 본원에 참조로서 인용된 미국 특허 제 4,683,195 호, 제 4,683,202 호 및 제 4,965,188 호의 방법을 나타내고, 여기에는 당업자에게 공지된 바와 같은 클로닝 또는 정제 없이 게놈 DNA의 혼합물 중의 표적 서열의 분절의 농도를 증가시키기 위한 방법이 포함된다. 표적 서열의 원하는 증폭된 분절이 혼합물 중의 주된 서열이 되기 때문에 (농도에 있어서), 이들을 "PCR 증폭됨"이라고 부른다.As used herein, the term “polymerase chain reaction” (“PCR”) refers to the methods of US Pat. Nos. 4,683,195, 4,683,202 and 4,965,188, which are incorporated herein by reference, as known to those skilled in the art. Included are methods for increasing the concentration of segments of a target sequence in a mixture of genomic DNA without the same cloning or purification. Since the desired amplified segment of the target sequence becomes the main sequence in the mixture (in concentration), they are called "PCR amplified".

본원에 사용된 바와 같은, 용어 "증폭 시약"은 프라이머, 핵산 주형 및 증폭 효소를 제외하고 증폭에 필요한 시약 (데옥시리보뉴클레오티드 트리포스페이트, 완충액 등)을 나타낸다. 전형적으로는, 다른 반응 성분과 함께 증폭 시약을 반응 용기 (시험 튜브, 마이크로웰 등)에 넣고 포함시킨다.As used herein, the term “amplification reagent” refers to reagents (deoxyribonucleotide triphosphates, buffers, etc.) required for amplification, except for primers, nucleic acid templates and amplification enzymes. Typically, amplification reagents along with other reaction components are placed in a reaction vessel (test tube, microwell, etc.) and included.

PCR로, 게놈 DNA 중의 특이적 표적 서열의 단일 카피를 여러 상이한 방법론 (예를 들어, 표지된 프로브로의 하이브리드화; 바이오티닐화 프라이머의 혼입 후 아비딘-효소 컨쥬게이트 검출; 증폭된 분절 내로 32P-표지된 데옥시뉴클레오티드 트리포스페이트, 예컨대 dCTP 또는 dATP의 혼입)에 의해 검출가능한 수준으로 증폭시키는 것이 가능하다. 게놈 DNA에 추가적으로, 임의의 올리고뉴클레오티드 또는 폴리뉴클레오티드 서열은 적절한 집합의 프라이머 분자로 증폭될 수 있다. 특히, PCR 과정 그 자체에 의해 생성된 증폭된 분절 그 자체는 이후의 PCR 증폭을 위한 효과적인 주형이다.By PCR, a single copy of a specific target sequence in genomic DNA can be hybridized to several different methodologies (eg, hybridization to labeled probes; avidin-enzyme conjugate detection after incorporation of biotinylation primers; 32 P into amplified segments). Amplification to detectable levels by labeled deoxynucleotide triphosphates such as incorporation of dCTP or dATP. In addition to genomic DNA, any oligonucleotide or polynucleotide sequence can be amplified with an appropriate set of primer molecules. In particular, the amplified segments produced by the PCR process itself are effective templates for subsequent PCR amplification.

본원에 사용된 바와 같은, 용어 "PCR 생성물," "PCR 절편," 및 "증폭 생성물"은 변성, 풀림 및 확장의 PCR 단계의 2회 이상의 사이클이 완료된 후 화합물의 생성 혼합물을 나타낸다. 이러한 용어는 하나 이상의 표적 서열의 하나 이상의 분절의 증폭이 있는 경우를 포함한다.As used herein, the terms “PCR product,” “PCR fragment,” and “amplification product” refer to the resulting mixture of compounds after two or more cycles of PCR steps of denaturation, anneal, and expansion have been completed. This term includes the case where there is amplification of one or more segments of one or more target sequences.

본원에 사용된 바와 같은, 용어 "RT-PCR"은 RNA 서열의 복제 및 증폭을 나타낸다. 이 방법에서는, 역전사가 PCR에 커플링되어 있는데, 미국 특허 제 5,322,770 호에 기재된 바와 같은 열안정 중합효소를 이용하는 1가지 효소 방법을 가장 자주 사용한다. RT-PCR에서, RNA 주형은 상기 중합효소의 역전사효소 활성에 기인하여 cDNA로 전환되며, 그 후, 상기 중합효소의 중합 활성을 사용하여 증폭된다 (즉, 기타 PCR 방법들에서와 같음).As used herein, the term “RT-PCR” refers to the replication and amplification of RNA sequences. In this method, reverse transcription is coupled to PCR, the most frequently used one enzymatic method using a thermostable polymerase as described in US Pat. No. 5,322,770. In RT-PCR, RNA template is converted to cDNA due to the reverse transcriptase activity of the polymerase, which is then amplified using the polymerase's polymerization activity (ie , as in other PCR methods).

본원에 사용된 바와 같은, 용어 "제한 엔도뉴클레아제" 및 "제한 효소"는 특 정 뉴클레오티드 서열에서 또는 그 근처에서 이중 가닥 DNA를 각각 절단하는 박테리아 효소를 나타낸다.As used herein, the terms "limiting endonuclease" and "limiting enzyme" refer to bacterial enzymes that respectively cleave double stranded DNA at or near a specific nucleotide sequence.

"제한 위치"는 주어진 제한 엔도뉴클레아제에 의해 인식 및 절단되는 뉴클레오티드 서열을 나타내며, 종종 DNA 절편의 삽입 위치이다. 본 발명의 특정 구현예에서, 제한 위치는 선택가능 마커 및 상기 DNA 구성물의 5' 및 3' 말단 내로 조작된다.A "restricted position" refers to a nucleotide sequence that is recognized and cleaved by a given restriction endonuclease and is often the insertion position of a DNA fragment. In certain embodiments of the invention, restriction sites are engineered into selectable markers and the 5 'and 3' ends of the DNA construct.

본원에 사용된 바와 같은, 용어 "염색체 통합"은 유입 서열이 숙주 세포의 염색체 내로 도입되는 방법을 나타낸다. 형질전환 DNA의 상동 부위는 염색체의 상동 부위와 일렬 정렬된다. 이어서, 상동 박스 사이의 서열이 이중 교차 (즉, 상동 재조합) 내의 유입 서열에 의해 대체된다. 본 발명의 일부 구현예에서, DNA 구성물의 염색체 분절을 불활성화시키는 상동 섹션이 바실러스 염색체의 토착 염색체 부위의 측면 상동 부위와 일렬 정렬된다. 이어서, 토착 염색체 부위가 이중 교차 (즉, 상동 재조합) 내의 DNA 구성물에 의해 결실된다. As used herein, the term “chromosome integration” refers to how the incoming sequence is introduced into the chromosome of a host cell. Homologous regions of the transforming DNA are aligned with the homologous regions of the chromosome. The sequence between homologous boxes is then replaced by the incoming sequence in the double crossover (ie homologous recombination). In some embodiments of the invention, the homologous sections that inactivate the chromosomal segments of the DNA construct are aligned with the lateral homologous regions of the indigenous chromosomal regions of the Bacillus chromosome. The indigenous chromosomal region is then deleted by the DNA construct within the double crossover (ie homologous recombination).

"상동 재조합"은 동일한 또는 거의 동일한 뉴클레오티드 서열의 위치에서의 2개의 DNA 분자 또는 쌍을 이룬 염색체들 사이의 DNA 절편의 교환을 의미한다. 바람직한 구현예에서, 염색체 통합은 상동 재조합이다. "Homologous recombination" means the exchange of DNA fragments between two DNA molecules or paired chromosomes at the same or nearly identical nucleotide sequence. In a preferred embodiment, chromosomal integration is homologous recombination.

본원에서 사용되는 바와 같은 "상동 서열"은 비교를 위해 최적으로 정렬되었을 때 또 다른 핵산 또는 폴리펩티드 서열과 100%, 99%, 98%, 97%, 96%, 95%, 94%, 93%, 92%, 91%, 90%, 88%, 85%, 80%, 75% 또는 70% 서열 동일성을 갖는 핵산 또는 폴리펩티드 서열을 의미한다. 일부 구현예에서, 상동 서열은 85% 내지 100% 서 열 동일성을 갖고, 다른 구현예에서 90% 내지 100% 서열 동일성이 있으며, 보다 바람직한 구현예에서는, 95% 내지 100% 서열 동일성이 있다.As used herein, a "homologous sequence" is 100%, 99%, 98%, 97%, 96%, 95%, 94%, 93%, with another nucleic acid or polypeptide sequence when optimally aligned for comparison. By nucleic acid or polypeptide sequence having 92%, 91%, 90%, 88%, 85%, 80%, 75% or 70% sequence identity. In some embodiments, homologous sequences have 85% to 100% sequence identity, in other embodiments 90% to 100% sequence identity, and in more preferred embodiments, 95% to 100% sequence identity.

본원에서 사용된 바와 같은 "아미노산"은 펩티드 또는 단백질 서열 또는 이들의 일부를 나타낸다. 용어 "단백질", "펩티드" 및 "폴리펩티드"는 상호교환적으로 사용된다."Amino acid" as used herein refers to a peptide or protein sequence or portion thereof. The terms "protein", "peptide" and "polypeptide" are used interchangeably.

본원에서 사용된 바와 같은 "관심 단백질" 및 "관심 폴리펩티드"는 목적하는 및/또는 평가되는 단백질/폴리펩티드를 나타낸다. 일부 구현예에서, "관심 단백질"은 "모체 단백질" (즉, 출발 단백질) 이다. 일부 구현예에서, 모체 단백질은 단백질 조작/설계를 위한 출발점으로서 사용되는 야생형 효소이다. 일부 구현예에서, 관심 단백질은 세포 내부에서 발현되는 반면, 다른 구현예에서, 이는 분비된 폴리펩티드이다. 특히 바람직한 구현예에서, 이들 효소에는 본원에 기재된 세린 프로테아제 및 메탈로프로테아제가 포함된다. 일부 구현예에서, 관심 단백질은 신호 펩티드와 융합된 분비된 폴리펩티드 (즉, 분비되는 단백질 상에 아미노-말단 확장)이다. 거의 모든 분비된 단백질은 아미노-말단 단백질 확장을 사용하며, 이는 막을 가로지르는 전구체 단백질의 위치이전에, 및 상기 단백질을 표적하는데 중요한 역할을 한다. 상기 확장은 막 이동 동안 또는 그 즉시 신호 펩티다아제에 의해 단백질 가수분해적으로 제거된다.As used herein, “protein of interest” and “polypeptide of interest” refer to a protein / polypeptide of interest and / or evaluation. In some embodiments, a “protein of interest” is a “parent protein” (ie, a starting protein). In some embodiments, the parent protein is a wild type enzyme used as a starting point for protein engineering / design. In some embodiments, the protein of interest is expressed inside the cell, while in other embodiments it is a secreted polypeptide. In particularly preferred embodiments, these enzymes include the serine proteases and metalloproteases described herein. In some embodiments, the protein of interest is a secreted polypeptide (ie, amino-terminal extension on the secreted protein) fused with a signal peptide. Nearly all secreted proteins use amino-terminal protein expansion, which plays an important role prior to the location of the precursor protein across the membrane and to target the protein. The expansion is proteolytically removed by signal peptidase during or immediately upon membrane migration.

본원에서 사용된 바와 같은, 용어 "이종 단백질"은 숙주 세포에서 자연적으로 발생하지 않는 단백질 또는 폴리펩티드를 나타낸다. 이종 단백질의 예에는 프로테아제를 비롯한 하이드롤라아제와 같은 효소가 포함된다. 일부 구현예에 서, 상기 단백질을 인코딩하는 유전자는 자연 발생적인 유전자인 반면, 다른 구현예에서는 돌연변이 및/또는 합성 유전자가 사용된다. As used herein, the term “heterologous protein” refers to a protein or polypeptide that does not occur naturally in the host cell. Examples of heterologous proteins include enzymes such as hydrolases, including proteases. In some embodiments, the gene encoding the protein is a naturally occurring gene, while in other embodiments a mutant and / or synthetic gene is used.

본원에서 사용된 바와 같은, "상동 단백질"은 고유의 또는 세포에서 자연적으로 발생하는 단백질 또는 폴리펩티드를 나타낸다. 바람직한 구현예에서, 세포는 그람-양성 세포이고, 특히 바람직한 구현예에서, 세포는 바실러스 숙주 세포이다. 대안적인 구현예에서, 상동 단백질은 E. 콜라이 (E. coli), 셀룰로모나스, 바실러스, 스트렙토마이세스, 트리코데르마 (Trichoderma) 및 아스페르길루스 (Aspergillus)를 포함하나 이에 제한되지 않는 기타 유기체에 의해 생성된 고유의 단백질이다. 본 발명은 재조합 DNA 기술에 의해 상동 단백질을 생산하는 숙주 세포를 포함한다.As used herein, “homologous protein” refers to a protein or polypeptide that is native or occurs naturally in a cell. In a preferred embodiment, the cells are Gram-positive cells, and in particularly preferred embodiments, the cells are Bacillus host cells. In alternative embodiments, homologous proteins include, but are not limited to, E. coli, Cellulomonas, Bacillus, Streptomyces, Trichoderma, and Aspergillus. It is a unique protein produced by an organism. The present invention includes host cells that produce homologous proteins by recombinant DNA technology.

본원에서 사용된 바와 같은 "오페론 부위"는 공통 프로모터로부터 단일 전사 단위로서 전사되어, 공동-조절되는 인접 유전자의 군을 포함한다. 일부 구현예에서, 오페론에는 조절자 유전자가 포함된다. 가장 바람직한 구현예에서, RNA 수준에 의해 측정된 바로는 고도로 발현되나, 미공지된 또는 불필요한 기능을 갖는 오페론이 사용된다.As used herein, an “operon site” includes a group of contiguous genes that are transcribed from a common promoter as a single transcriptional unit and co-regulated. In some embodiments, the operon includes a regulator gene. In the most preferred embodiment, operons are used that are highly expressed as measured by RNA levels but with unknown or unnecessary functions.

본원에서 사용된 바와 같은, "항생제 부위"는 항생제 단백질을 인코딩하는 하나 이상의 유전자를 함유하는 부위이다.As used herein, an “antibiotic site” is a site that contains one or more genes that encode antibiotic proteins.

폴리뉴클레오티드는 고유의 상태에서, 또는 당업자에게 공지된 방법에 의해 가공되어 전사 및/또는 번역되어 RNA, 폴리펩티드 또는 그의 절편을 생성할 수 있는 경우, RNA 또는 폴리펩티드를 "인코딩한다" 라고 언급된다. 이러한 핵산의 안티-센스 가닥은 또한 서열을 인코딩하는 것으로 언급된다.A polynucleotide is referred to as "encoding" an RNA or polypeptide when it is in its native state or can be processed and transcribed and / or translated by methods known to those skilled in the art to produce an RNA, polypeptide or fragment thereof. Anti-sense strands of such nucleic acids are also referred to as encoding sequences.

당업계에 공지된 바와 같이, DNA는 RNA 중합효소에 의해 전사되어 RNA를 생성할 수 있으나, RNA는 역전사효소에 의해 역전사되어 DNA를 생성할 수 있다. 따라서 DNA는 RNA를 인코딩할 수 있으며 그 역도 성립한다.As is known in the art, DNA can be transcribed by RNA polymerase to produce RNA, while RNA can be reverse transcribed by reverse transcriptase to produce DNA. Thus, DNA can encode RNA and vice versa.

용어 "조절 분절" 또는 "조절 서열" 또는 "발현 조절 서열"은 인코딩된 아미노산 서열의 발현에 영향을 주는 폴리펩티드 사슬의 아미노산 서열을 인코딩하는 DNA 의 폴리뉴클레오티드 서열에 작동가능하게 연결된 DNA의 폴리뉴클레오티드 서열을 나타낸다. 조절 서열은 아미노산을 인코딩하는 작동가능하게 연결된 폴리뉴클레오티드 서열의 발현을 저해, 억제 또는 촉진할 수 있다.The term "regulatory segment" or "regulatory sequence" or "expression control sequence" refers to a polynucleotide sequence of DNA operably linked to a polynucleotide sequence of DNA encoding an amino acid sequence of a polypeptide chain that affects the expression of the encoded amino acid sequence. Indicates. Regulatory sequences may inhibit, inhibit or promote the expression of operably linked polynucleotide sequences encoding amino acids.

"숙주 균주" 또는 "숙주 세포"는 본 발명에 따른 DNA를 포함하는 발현 벡터에 대한 적합한 숙주를 나타낸다."Host strain" or "host cell" refers to a suitable host for expression vectors comprising the DNA according to the invention.

효소가 상응하는 야생형 세포에서 발현되는 수준보다 높은 수준으로 세포에서 발현되는 경우 효소는 숙주 세포에서 "과발현"된다.Enzymes are “overexpressed” in a host cell when the enzyme is expressed in the cell at a level higher than that expressed in the corresponding wild type cell.

용어 "단백질" 및 "폴리펩티드"는 본원에서 상호교환적으로 사용된다. [IUPAC-IUB Joint Commission on Biochemical Nomenclature (JCBN)]에 따라 정의된 아미노산에 대한 3자리 코드가 본 개시에 걸쳐 사용된다. 또한 유전적 코드의 퇴행으로 인해 폴리펩티드가 하나 초과의 뉴클레오티드 서열에 의해 코딩될 수 있다는 것이 이해된다.The terms "protein" and "polypeptide" are used interchangeably herein. A three digit code for an amino acid as defined according to the IUPAC-IUB Joint Commission on Biochemical Nomenclature (JCBN) is used throughout this disclosure. It is also understood that regression of the genetic code may allow a polypeptide to be encoded by more than one nucleotide sequence.

"전구서열"은, 신호 서열과 성숙 프로테아제 사이에 존재하는, 프로테아제의 분비에 필요한 아미노산 서열이다. 상기 전구 서열의 절단으로 성숙 활성 프로 테아제가 생성될 것이다.A "progenitor sequence" is an amino acid sequence necessary for secretion of a protease, which exists between a signal sequence and a mature protease. Cleavage of the precursor sequence will produce a mature active protease.

용어 "신호 서열" 또는 "신호 펩티드"는 단백질의 성숙 또는 전구체 형태의 분비에 참여하는 뉴클레오티드 및/또는 아미노산의 임의 서열을 나타낸다. 신호 서열에 대한 상기 정의는 기능상의 것으로서, 단백질 분비의 유효화에 참여하는, 상기 단백질 유전자의 N-말단 부분에 의해 인코딩되는 모든 이러한 아미노산 서열을 포함하는 것으로 의도된다. 이들은, 보편적인 것은 아니나 종종, 단백질의 N-말단 부분 또는 전구체 단백질의 N-말단 부분에 결합한다. 상기 신호 서열은 내인성일 수도 있고 외인성일 수도 있다. 상기 신호 서열은 상기 단백질 (예를 들어 프로테아제)에 정상적으로 연관된 것일 수 있고, 또는 또 다른 분비 단백질을 인코딩하는 유전자로부터의 것일 수도 있다. 한 가지 예시적인 외인성 신호 서열은 B. 렌투스 (ATCC 21536)로부터의 서브틸리신의 신호 서열의 나머지에 융합된 B. 서브틸리스 서브틸리신으로부터의 신호 서열의 최초 7개의 아미노산 잔기를 포함한다.The term "signal sequence" or "signal peptide" refers to any sequence of nucleotides and / or amino acids that participates in the secretion of a mature or precursor form of a protein. The above definition of signal sequence is intended to include all such amino acid sequences encoded by the N-terminal portion of the protein gene, which are functional and participate in the validation of protein secretion. These, although not universal, often bind to the N-terminal portion of a protein or the N-terminal portion of a precursor protein. The signal sequence may be endogenous or exogenous. The signal sequence may be normally associated with the protein (eg protease) or may be from a gene encoding another secreted protein. One exemplary exogenous signal sequence comprises the first seven amino acid residues of the signal sequence from B. subtilis subtilisin fused to the remainder of the signal sequence of subtilisin from B. lentus (ATCC 21536).

용어 "하이브리드 신호 서열"은, 서열 일부가 발현될 유전자의 신호 서열에 융합된 발현 숙주로부터 수득되는 신호 서열을 나타낸다. 일부 구현예에서, 합성 서열이 이용된다.The term “hybrid signal sequence” refers to a signal sequence obtained from an expression host in which a portion of the sequence is fused to the signal sequence of the gene to be expressed. In some embodiments, synthetic sequences are used.

용어 "실질적으로 동일한 신호 활성"은 프로테아제의 발효 배지 내로의 실질적으로 동일한 분비에 의해 나타내어지는 바와 같은 신호 활성을 나타내며, 예를 들어 발효 배지 프로테아제 수준은 신호 서열에 의해 제공되는 바와 같은 발효 배지 중에 분비된 프로테아제 수준의 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 98% 이상이다.The term “substantially identical signal activity” refers to signal activity as indicated by substantially equal secretion of the protease into the fermentation medium, eg, fermentation medium protease levels are secreted in the fermentation medium as provided by the signal sequence. At least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, at least 95%, at least 98% of the protease levels.

단백질 또는 펩티드의 "성숙" 형태라는 용어는 단백질 또는 펩티드의 최종적인 기능적 형태를 나타낸다. 예시하자면, 본 발명의 NprE 프로테아제의 성숙 형태에는 SEQ ID NO:3의 아미노산 서열이 적어도 포함된다.The term "mature" form of a protein or peptide refers to the final functional form of the protein or peptide. To illustrate, the mature form of the NprE protease of the present invention includes at least the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3.

단백질 또는 펩티드의 "전구체" 형태라는 용어는, 상기 단백질의 아미노 또는 카르보닐 말단에 작동가능하게 연결된 전구서열을 가진 단백질의 성숙한 형태를 나타낸다. 전구체는 또한 상기 전구서열의 아미노 말단에 작동가능하게 연결된 "신호" 서열을 가질 수 있다. 상기 전구체는 또한 번역후 활성에 관여되는 추가적인 폴리뉴클레오티드 (예를 들어, 이로부터 절단되어 단백질 또는 펩티드의 성숙한 형태를 남기는 폴리뉴클레오티드)를 가질 수 있다.The term “precursor” form of a protein or peptide refers to a mature form of a protein having a precursor sequence operably linked to the amino or carbonyl terminus of the protein. The precursor may also have a "signal" sequence operably linked to the amino terminus of the precursor sequence. The precursor may also have additional polynucleotides involved in post-translational activity (eg, polynucleotides cleaved therefrom leaving a mature form of the protein or peptide).

"자연 발생적 효소" 및 "자연 발생적 단백질"은 자연에서 발견된 서열과 일치하는 미개질 아미노산 서열을 갖는 효소 또는 단백질을 나타낸다. 자연 발생적 효소에는 특정 미생물에서 자연 발현되거나 발견된 효소인 고유의 효소가 포함된다."Naturally occurring enzymes" and "naturally occurring proteins" refer to enzymes or proteins with unmodified amino acid sequences that match sequences found in nature. Naturally occurring enzymes include native enzymes that are naturally expressed or found in certain microorganisms.

용어 "~로부터 유래된" 및 "~로부터 수득된"은 문제의 유기체의 균주에 의해 생성되거나 생성될 수 있는 효소 (예를 들어 프로테아제) 뿐 아니라, 그러한 균주로부터 단리된 DNA 서열에 의해 인코딩되고 그러한 DNA 서열을 함유하는 숙주 유기체에서 생성된 효소를 나타낸다. 추가적으로는, 상기 용어는 합성 DNA 서열 및/또는 cDNA 기원에 의해 인코딩되고 문제의 효소의 확인 특성을 갖는 효소를 나타낸다.The terms “derived from” and “obtained from” are encoded by DNA sequences isolated from such strains, as well as enzymes (eg proteases) that may or may be produced by strains of the organism in question. An enzyme produced in a host organism containing a DNA sequence is shown. In addition, the term refers to enzymes encoded by synthetic DNA sequences and / or cDNA origin and having the identifying properties of the enzyme in question.

본 정의 범위 내의 "유도체"는 일반적으로 유도체가 야생형, 고유형 또는 모체 형태로서 유사한 목적에 유용한 정도로 야생형, 고유형 또는 모체 형태에서 관찰된 특유한 단백질 가수분해 활성을 유지한다. 기능성 효소 유도체는 모체 효소의 일반적 특징을 갖는 자연 발생적, 합성적으로 또는 재조합적으로 생성된 펩티드 또는 펩티드 절편을 포함한다.A "derivative" within the scope of this definition generally retains the unique proteolytic activity observed in the wild type, native or parental form to the extent that the derivative is useful for similar purposes as the wild type, native or parental form. Functional enzyme derivatives include naturally occurring, synthetically or recombinantly produced peptides or peptide fragments having the general characteristics of the parent enzyme.

용어 "기능성 유도체"는 효소를 인코딩하는 핵산의 기능적 특징을 갖는 핵산의 유도체를 나타낸다. 본원에 제공되는 효소를 인코딩하는 핵산의 기능성 유도체는 자연 발생적, 합성적으로 또는 재조합적으로 생성된 핵산 또는 절편을 포함한다. 본 발명에 따른 효소를 인코딩하는 야생형 핵산에는 자연 발생적 대립유전자 및 당업계에 공지된 유전 코드의 퇴행에 근거한 상동체가 포함된다.The term "functional derivative" refers to a derivative of nucleic acid having the functional characteristics of the nucleic acid encoding the enzyme. Functional derivatives of nucleic acids encoding enzymes provided herein include nucleic acids or fragments produced naturally, synthetically or recombinantly. Wild-type nucleic acids encoding enzymes according to the present invention include naturally occurring alleles and homologues based on degeneration of genetic codes known in the art.

2개 핵산 또는 폴리펩티드 서열의 문맥 중의 용어 "일치하는"은 하기 서열 비교 또는 분석 알고리즘 중 하나를 사용하여 측정되는 바와 같이 최대 대응에 대해 정렬되었을 때 동일한 2개 서열 중의 잔기를 나타낸다.The term “matching” in the context of two nucleic acid or polypeptide sequences refers to residues in the same two sequences when aligned for maximum correspondence as measured using one of the following sequence comparison or analysis algorithms.

용어 "최적 정렬"은 가장 높은 % 동일성 점수를 제공하는 정렬을 나타낸다.The term “optimal alignment” refers to the alignment giving the highest% identity score.

2개의 아미노산, 폴리뉴클레오티드 및/또는 유전자 서열 (적합하게는)과 관련된 "% 서열 동일성," "% 아미노산 서열 동일성," "% 유전자 서열 동일성," 및/또는 "% 핵산/폴리뉴클레오티드 서열 동일성"은, 서열이 최적으로 정렬된 경우 2개의 서열 중 일치하는 잔기의 %를 나타낸다. 그러므로, 80% 아미노산 서열 동일성은 2개의 최적으로 정렬된 폴리펩티드 서열 중의 아미노산의 80%가 동일하다는 것을 의미한다."% Sequence identity," "% amino acid sequence identity," "% gene sequence identity," and / or "% nucleic acid / polynucleotide sequence identity" associated with two amino acids, polynucleotides, and / or gene sequences (suitably) Represents the percentage of matching residues in the two sequences when the sequences are optimally aligned. Thus, 80% amino acid sequence identity means that 80% of the amino acids in the two best aligned polypeptide sequences are identical.

따라서, 2개의 핵산 또는 폴리펩티드의 문맥에서 어구 "실질적으로 동일한"은 표준 매개변수를 사용하는 프로그램 또는 알고리즘 (예를 들어 BLAST, ALIGN, CLUSTAL)을 사용하여 참조 서열과 비교하여 70% 이상의 서열 동일성, 바람직하게는 75% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 바람직하게는 85% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상, 바람직하게는 97% 이상, 바람직하게는 98% 이상 및 바람직하게는 99% 이상의 서열 동일성을 포함하는 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드를 나타낸다. 2개의 폴리펩티드가 실질적으로 동일하다는 하나의 지표는 첫 번째 폴리펩티드가 두 번째 폴리펩티드와 면역학적으로 교차 반응하는 것이다. 전형적으로는, 보존 아미노산 치환에 의해 상이한 폴리펩티드는 면역학적으로 교차 반응한다. 따라서, 폴리펩티드는 예를 들어, 2개의 펩티드가 보존 치환에 의해서만 상이한 경우 두 번째 폴리펩티드와 실질적으로 동일하다. 2개의 핵산 서열이 실질적으로 동일하다는 또 다른 지표는 2개의 분자가 엄격한 조건 (예를 들어 중간 ~ 높은 엄격함 범위 내) 하에서 서로 하이브리드화되는 것이다.Thus, the phrase “substantially identical” in the context of two nucleic acids or polypeptides is at least 70% sequence identity compared to the reference sequence using a program or algorithm (eg BLAST, ALIGN, CLUSTAL) using standard parameters, Preferably at least 75%, preferably at least 80%, preferably at least 85%, preferably at least 90%, preferably at least 95%, preferably at least 97%, preferably at least 98% and preferred Preferably a polynucleotide or polypeptide comprising at least 99% sequence identity. One indication that two polypeptides are substantially identical is that the first polypeptide immunologically cross reacts with the second polypeptide. Typically, different polypeptides are immunologically cross reacted by conservative amino acid substitutions. Thus, a polypeptide is substantially identical to a second polypeptide, for example if the two peptides differ only by conservative substitutions. Another indication that the two nucleic acid sequences are substantially identical is that the two molecules hybridize to each other under stringent conditions (eg, within the medium to high stringency range).

용어 "단리된" 또는 "정제된"은 본래 환경 (예를 들어, 자연적으로 발생되는 경우 자연 환경)으로부터 제거된 물질을 나타낸다. 예를 들어, 상기 물질은 자연적으로 발생하는 것 또는 야생형 유기체에 존재하는 것보다 높은 또는 낮은 농도로 특정 조성물에 존재하거나 또는 자연 발생적 또는 야생형 유기체로부터 발현 시 정상적으로 존재하지 않는 성분과 함께 존재하는 경우 "정제된다"라고 말한다. 예를 들어, 살아있는 동물에 존재하는 자연 발생적 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드는 단리되지 않으나, 자연계 중의 공존 물질의 일부 또는 모두로부터 분리된 동일한 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드는 단리된다. 일부 구현예에서, 이러한 폴리뉴클레오티드는 벡터의 일부이고/이거나, 이러한 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드는 조성물의 일부이고, 또한, 이러한 벡터 또는 조성물은 자연 환경의 일부가 아니다. 일부 바람직한 구현예에서, 핵산 또는 단백질은, 예를 들어, 전기영동 겔 또는 블롯에서 본질적으로 하나의 밴드로 나타나는 경우 정제되었다고 말한다.The term “isolated” or “purified” refers to a substance removed from its original environment (eg, the natural environment if it occurs naturally). For example, the substance may be present in certain compositions at concentrations higher or lower than those naturally occurring or present in wild-type organisms or when present with components that do not normally exist upon expression from naturally-occurring or wild-type organisms. Purified. " For example, naturally occurring polynucleotides or polypeptides present in living animals are not isolated, but identical polynucleotides or polypeptides isolated from some or all of the coexisting material in nature are isolated. In some embodiments, such polynucleotides are part of a vector and / or such polynucleotides or polypeptides are part of a composition, and such vectors or compositions are not part of the natural environment. In some preferred embodiments, the nucleic acid or protein is said to be purified, for example when it appears to be essentially one band in an electrophoretic gel or blot.

DNA 서열을 참조로 사용되는 경우 용어 "단리된"은, 자연적인 유전 환경으로부터 제거되어 다른 외부적인 또는 원치않는 코딩 서열이 없으며, 유전공학적 단백질 생성 시스템에서 사용하기에 적합한 형태의 DNA 서열을 나타낸다. 이러한 단리된 분자는 자연 환경으로부터 분리된 것들이고, cDNA 및 게놈 클론이 포함된다. 본 발명의 단리된 DNA 분자는 보통 연관된 다른 유전자가 없으나, 프로모터 및 터미네이터와 같은 자연 발생적 5' 및 3' 미번역 부위가 포함될 수 있다. 연관 부위의 확인은 당업자에게 명백할 것이다 (예를 들어, Dynan and Tijan, Nature 316:774-78 [1985] 참고). 용어 "단리된 DNA 서열"은 대안적으로는 "클로닝된 DNA 서열"로서 나타내어진다.When used with reference to a DNA sequence, the term “isolated” refers to a DNA sequence in a form suitable for use in genetically engineered protein production systems that is removed from its natural genetic environment and is free of other external or unwanted coding sequences. Such isolated molecules are those isolated from the natural environment and include cDNA and genomic clones. Isolated DNA molecules of the invention usually lack other genes associated with them, but may include naturally occurring 5 'and 3' untranslated sites, such as promoters and terminators. Identification of related sites will be apparent to those skilled in the art (see, eg, Dynan and Tijan, Nature 316: 774-78 [1985]). The term “isolated DNA sequence” is alternatively referred to as “cloned DNA sequence”.

단백질을 참조로 하여 사용되는 경우, 용어 "단리된"은, 고유의 환경 이외의 조건에서 발견된 단백질을 나타낸다. 바람직한 형태에서, 단리된 단백질은 다른 단백질, 특히 다른 상동 단백질이 실질적으로 없다. 단리된 단백질은 SDS-PAGE에 의해 측정된 바와 같이 10% 초과의 순도, 바람직하게는 20% 초과의 순도, 및 보다 더 바람직하게는 30% 초과의 순도를 갖는다. 발명의 추가적인 측면은 SDS-PAGE에 의해 측정된 바와 같이 고도로 정제된 형태 (즉, 40% 초과의 순도, 60% 초과의 순도, 80% 초과의 순도, 90% 초과의 순도, 95% 초과의 순도, 97% 초과의 순도, 및 심지어 99% 초과의 순도)의 단백질을 포함한다.When used with reference to a protein, the term “isolated” refers to a protein found under conditions other than its own environment. In a preferred form, the isolated protein is substantially free of other proteins, especially other homologous proteins. Isolated protein has a purity of greater than 10%, preferably greater than 20%, and even more preferably greater than 30%, as measured by SDS-PAGE. Additional aspects of the invention are in highly purified form (ie, greater than 40% purity, greater than 60% purity, greater than 80% purity, greater than 90% purity, greater than 95% purity, as measured by SDS-PAGE). , Greater than 97% purity, and even greater than 99% purity).

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "조합적 돌연변이유발 (combinatorial mutagenesis)"은 출발 서열의 변이체의 라이브러리가 생성되는 방법을 나타낸다. 상기 라이브러리에서, 변이체는 미리 정의된 일련의 돌연변이로부터 선택된 하나 또는 여러 돌연변이를 함유한다. 또한, 상기 방법은 미리 정의된 일련의 돌연변이의 구성원이 아닌 랜덤 돌연변이를 도입하기 위한 수단을 제공한다. 일부 구현예에서, 상기 방법에는 2000년 10월 26일에 출원된 미국 출원 제 09/699,250 호에서 설명한 것들이 포함된다. 대안적인 구현예에서, 조합적 돌연변이유발 방법은 시판되는 키트 (예를 들어 QUIKCHANGE

Figure 112009075181904-PCT00001
Multisite, Stratagene, La Jolla, CA)를 포함한다.As used herein, the term “combinatorial mutagenesis” refers to how a library of variants of the starting sequence is generated. In such libraries, variants contain one or several mutations selected from a predefined series of mutations. The method also provides a means for introducing random mutations that are not members of a predefined series of mutations. In some embodiments, the methods include those described in US Application 09 / 699,250, filed October 26, 2000. In alternative embodiments, combinatorial mutagenesis methods are commercially available kits (eg QUIKCHANGE).
Figure 112009075181904-PCT00001
Multisite, Stratagene, La Jolla, CA).

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "변이체"는 하나 이상의 아미노산의 삽입, 치환 또는 결실에 의해 전구체 단백질 (예를 들어 "모체" 단백질)로부터 유래된 단백질을 나타낸다. 일부 구현예에서, 변이체는 전구체 단백질과 비교하여, 전하 변화를 포함하는 하나 이상의 개질을 포함한다. 일부 바람직한 구현예에서, 전구체 단백질은 야생형 단백질인 모체 단백질이다.As used herein, the term “variant” refers to a protein derived from a precursor protein (eg “parent” protein) by insertion, substitution or deletion of one or more amino acids. In some embodiments, the variants comprise one or more modifications that include a charge change compared to the precursor protein. In some preferred embodiments, the precursor protein is a parent protein that is a wild type protein.

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "돌연변이체의 라이브러리"는 게놈의 대부분이 일치하나, 하나 이상의 유전자의 상이한 상동체가 포함되는 세포의 집단을 나타낸다. 이러한 라이브러리는 예를 들어, 개선된 특색을 갖는 유전자 또는 오 페론을 확인하기 위해 사용될 수 있다.As used herein, the term “library of mutants” refers to a population of cells in which a majority of the genomes coincide, but contain different homologues of one or more genes. Such libraries can be used, for example, to identify genes or operons with improved characteristics.

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "출발 유전자"는 본 발명을 사용하여 개선 및/또는 변화되는 관심 단백질을 인코딩하는 관심 유전자를 나타낸다.As used herein, the term “starting gene” refers to a gene of interest that encodes a protein of interest that is improved and / or changed using the present invention.

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "다중 서열 정렬" 및 "MSA"는 알고리즘 (예를 들어 Clustal W)을 사용하여 정렬된 출발 유전자의 다중 상동 서열을 나타낸다.As used herein, the terms “multiple sequence alignments” and “MSAs” refer to multiple homologous sequences of a starting gene aligned using an algorithm (eg, Clustal W).

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "보존 (consensus) 서열" 및 "정준 (canonical) 서열"은 특정 관심 단백질 또는 서열의 모든 변이체가 비교되는 것과는 대조되는 원형의 (archetypical) 아미노산 서열을 나타낸다. 상기 용어는 또한 관심 DNA 서열에 가장 자주 존재하는 뉴클레오티드를 설명하는 서열을 나타낸다. 유전자의 각각의 위치에 대해, 보존 서열은 MSA에서의 위치에서 가장 풍부한 아미노산을 제공한다.As used herein, the terms “consensus sequence” and “canonical sequence” refer to an archetypic amino acid sequence in which all variants of a particular protein or sequence of interest are compared. The term also refers to sequences that describe the nucleotides most often present in the DNA sequence of interest. For each position of the gene, the conserved sequence provides the most abundant amino acid at the position in MSA.

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "보존 돌연변이"는 출발 유전자 및 보존 서열의 서열 상이점을 나타낸다. 보존 돌연변이는 MSA로부터 수득된 출발 유전자 및 보존 서열의 서열을 비교하여 확인된다. 일부 구현예에서, 보존 돌연변이가 출발 유전자 내에 도입되어, 보존 서열과 보다 유사하게 된다. 보존 돌연변이에는 또한 출발 유전자에서의 아미노산의 빈도와 관련된 위치에서 출발 유전자에서의 아미노산이 MSA에서 보다 종종 발견되는 아미노산으로 변경되는 아미노산 변경이 포함된다. 따라서, 용어 보존 돌연변이는 출발 유전자의 아미노산을 MSA에서의 아미노산보다 더욱 풍부한 아미노산으로 대체하는 모든 단일 아미노산 변화를 포함한다.As used herein, the term “conservation mutation” refers to sequence differences between the starting gene and the conserved sequence. Conservative mutations are identified by comparing the sequences of the conserved sequence and the starting gene obtained from MSA. In some embodiments, conserved mutations are introduced into the starting gene to make them more similar to conserved sequences. Conservative mutations also include amino acid alterations in which amino acids in the starting gene are changed to amino acids more often found in MSA at positions related to the frequency of amino acids in the starting gene. Thus, the term conservative mutation includes all single amino acid changes that replace the amino acid of the starting gene with an amino acid that is more abundant than that in the MSA.

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "초기 적중"은 조합적 보존 돌연변이유발 라이브러리를 스크리닝하여 확인된 변이체를 나타낸다. 바람직한 구현예에서, 초기 적중은 출발 유전자와 비교하여, 개선된 성능 특징을 갖는다.As used herein, the term “initial hit” refers to a variant identified by screening combinatorial conservative mutagenesis libraries. In a preferred embodiment, the initial hit has improved performance characteristics compared to the starting gene.

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "개선된 적중"은 향상된 조합적 보존 돌연변이유발 라이브러리를 스크리닝하여 확인되는 변이체를 나타낸다.As used herein, the term “improved hit” refers to a variant identified by screening an improved combinatorial conservative mutagenesis library.

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "개선 돌연변이" 및 "성능-향상 돌연변이"는 출발 유전자 내로 도입되는 경우 성능을 개선시키는 돌연변이를 나타낸다. 일부 바람직한 구현예에서, 이들 돌연변이는 그러한 방법의 스크리닝 단계 동안 확인된 서열화 적중에 의해 확인된다. 대부분의 구현예에서, 적중에서 보다 종종 발견되는 돌연변이는 비스크리닝된 조합적 보존 돌연변이유발 라이브러리에 비해 개선된 돌연변이인 것으로 보인다.As used herein, the terms "improvement mutation" and "performance-enhancing mutation" refer to mutations that improve performance when introduced into a starting gene. In some preferred embodiments, these mutations are identified by sequencing hits identified during the screening step of such methods. In most embodiments, the mutations more often found in the hit appear to be improved mutations compared to unscreened combinatorial conservative mutagenesis libraries.

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "향상된 조합적 보존 돌연변이유발 라이브러리"는 CCM 돌연변이유발 및 스크리닝의 초기 조사로부터의 스크리닝 및/또는 서열화 결과를 기준으로 하여 설계 및 구성된 CCM 라이브러리를 나타낸다. 일부 구현예에서, 향상된 CCM 라이브러리는 CCM의 초기 조사로부터 야기된 초기 적중의 서열을 기준으로 한다. 추가적인 구현예에서, 향상된 CCM은 돌연변이유발 및 스크리닝의 초기 조사로부터의 초기 적중에서 종종 관찰된 돌연변이가 바람직하도록 설계된다. 일부 바람직한 구현예에서, 이것은 성능-감소 돌연변이를 인코딩하는 프라이머를 생략하거나 초기 CCM 라이브러리에 사용된 다른 프라이머에 대해 성능-향상 돌연변이를 인코딩하는 프라이머의 농도를 증가시켜 달성된다.As used herein, the term “enhanced combinatorial conservative mutagenesis library” refers to a CCM library designed and constructed based on screening and / or sequencing results from initial investigations of CCM mutagenesis and screening. In some embodiments, the improved CCM library is based on the sequence of initial hits resulting from initial investigation of CCM. In additional embodiments, enhanced CCM is designed such that mutations often observed in initial hits from initial investigations of mutagenesis and screening are preferred. In some preferred embodiments, this is accomplished by omitting the primers encoding the performance-decreasing mutations or increasing the concentration of primers encoding the performance-enhancing mutations relative to other primers used in the initial CCM library.

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "성능-감소 돌연변이"는 비스크리닝된 조합적 보존 돌연변이유발 라이브러리와 비교하여 스크리닝으로부터 야기된 적중에서 보다 덜 자주 발견된 조합적 보존 돌연변이유발 라이브러리 중의 돌연변이를 나타낸다. 바람직한 구현예에서, 스크리닝 방법은 "성능-감소 돌연변이"를 함유하는 변이체의 풍부함을 제거 및/또는 감소시킨다.As used herein, the term “performance-reducing mutation” refers to a mutation in a combinatorial conservative mutagenesis library that is found less frequently in hits resulting from screening compared to an unscreened combinatorial conservative mutagenesis library. In a preferred embodiment, the screening method eliminates and / or reduces the abundance of variants containing "performance-reducing mutations".

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "기능적 검정법"은 단백질의 활성의 지표를 제공하는 검정법을 나타낸다. 특히 바람직한 구현예에서, 상기 용어는 단백질을 통상의 역량으로 기능하기 위한 이의 능력에 대해 분석하는 검정법 시스템을 나타낸다. 예를 들어 효소의 경우, 기능적 검정법에는 반응을 촉매하는 효소의 유효성을 측정하는 것이 포함된다.As used herein, the term “functional assay” refers to an assay that provides an indication of the activity of a protein. In a particularly preferred embodiment, the term refers to an assay system that assays for the ability of a protein to function at its usual capacity. For example, for enzymes, functional assays include measuring the effectiveness of enzymes that catalyze the reaction.

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "표적 특성"은 변경되게 되는 출발 유전자의 특성을 나타낸다. 본 발명이 임의의 특정 표적 특성에 제한되는 것으로 의도되지는 않는다. 그러나, 일부 바람직한 구현예에서, 표적 특성은 유전자 생성물의 안정성 (예를 들어 변성, 단백질 가수분해 또는 다른 분해 인자에 대한 내성)이고, 다른 구현예에서, 생성 숙주에서의 생성 수준은 변경된다. 실제로, 출발 유전자의 임의의 특성이 본 발명에서 사용될 것으로 고려된다.As used herein, the term "target characteristic" refers to the characteristic of the starting gene to be altered. It is not intended that the present invention be limited to any particular target property. However, in some preferred embodiments, the target property is the stability of the gene product (eg, resistance to denaturation, proteolysis or other degradation factors), and in other embodiments, the level of production in the production host is altered. Indeed, any property of the starting gene is contemplated for use in the present invention.

본원에 사용되는 바와 같은 핵산의 문맥에서 용어 "특성" 또는 그의 문법적인 동등어는, 선택되거나 검출될 수 있는 핵산의 임의의 특징 또는 속성을 나타낸다. 이러한 특성에는 폴리펩티드에 대한 결합에 영향을 주는 특성, 특정 핵산 을 포함하는 세포에 부여된 특성, 유전자 전사에 영향을 주는 특성 (예를 들어 프로모터 강도, 프로모터 인식, 프로모터 조절, 인핸서 기능), RNA 프로세싱에 영향을 주는 특성 (예를 들어 RNA 스플라이싱, RNA 안정성, RNA 형태 및 전사 후 개질), 전사에 영향을 주는 특성 (예를 들어 리보솜 단백질에 대한 mRNA의 수준, 조절, 결합, 번역 후 개질)이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 핵산의 전사 인자, 중합효소, 조절 인자 등에 대한 결합 위치는 바람직한 특징을 생성하거나 바람직하지 않은 특징을 확인하기 위해 변경될 수 있다.As used herein, the term “characteristic” or grammatical equivalent thereof, in the context of a nucleic acid, refers to any feature or attribute of the nucleic acid that can be selected or detected. These properties include properties that affect binding to polypeptides, properties endowed to cells containing specific nucleic acids, properties that affect gene transcription (e.g., promoter strength, promoter recognition, promoter regulation, enhancer function), RNA processing Properties affecting transcription (e.g., RNA splicing, RNA stability, RNA morphology and post-transcriptional modification), properties affecting transcription (e.g., level, regulation, binding, post-translational modification of mRNA for ribosomal proteins ), But is not limited to such. For example, binding sites for transcription factors, polymerases, regulatory factors, etc. of nucleic acids can be altered to produce desirable or to identify undesirable features.

본원에 사용되는 바와 같은 폴리펩티드의 문맥에서 용어 "특성" 또는 그의 문법적인 동등어는, 선택되거나 검출될 수 있는 폴리펩티드의 임의의 특징 또는 속성을 나타낸다. 이러한 특성에는 산화 안정성, 기질 특이성, 촉매 활성, 열 안정성, 알칼리 안정성, pH 활성 프로파일, 단백질 가수분해에 대한 내성, KM, kcat, kcat/kM 비율, 단백질 접힘, 면역 반응 유도, 리간드에 결합하는 능력, 수용체에 결합하는 능력, 분비되는 능력, 세포의 표면에 디스플레이되는 능력, 올리고머를 형성하는 능력, 신호를 보내는 능력, 세포 증식을 촉진하는 능력, 세포 증식을 억제하는 능력, 세포자멸사를 유도하는 능력, 인산화 또는 글리코실화에 의해 개질되는 능력, 질환을 치료하는 능력이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.As used herein, the term “property” or grammatical equivalent thereof, in the context of a polypeptide, refers to any feature or property of the polypeptide that can be selected or detected. These properties include oxidative stability, substrate specificity, catalytic activity, thermal stability, alkali stability, pH activity profile, resistance to proteolysis, K M , k cat , k cat / k M ratios, protein folding, induction of immune responses, ligands Ability to bind, ability to bind to receptors, ability to be secreted, displayed on the surface of cells, ability to form oligomers, ability to signal, ability to promote cell proliferation, ability to inhibit cell proliferation, apoptosis The ability to induce, the ability to be modified by phosphorylation or glycosylation, and the ability to treat diseases, including but not limited to.

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "스크리닝"은 당업계의 통상의 의미를 갖고, 일반적으로는 다단계 공정이다. 첫 번째 단계에서, 돌연변이체 핵산 또는 그로부터의 변이체 폴리펩티드가 제공된다. 두 번째 단계에서, 돌연변이체 핵 산 또는 변이체 폴리펩티드의 특성이 측정된다. 세 번째 단계에서, 측정된 특성은 상응하는 모체 핵산의 특성, 상응하는 자연 발생적 폴리펩티드의 특성 또는 돌연변이체 핵산 생성에 대한 출발 물질 (예를 들어 초기 서열)의 특성과 비교된다.As used herein, the term "screening" has the usual meaning in the art and is generally a multistage process. In a first step, a mutant nucleic acid or variant polypeptide therefrom is provided. In a second step, the properties of the mutant nucleic acid or variant polypeptides are measured. In a third step, the measured properties are compared with the properties of the corresponding parent nucleic acid, the properties of the corresponding naturally occurring polypeptide or the properties of the starting material (eg the initial sequence) for the production of the mutant nucleic acid.

변경된 특성을 갖는 핵산 또는 단백질의 수득을 위한 스크리닝 절차는 출발 물질의 특성에 따라 다르고, 이의 개질은 돌연변이체 핵산의 생성이 용이하게 의도된다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로 당업자는 본 발명이 스크리닝될 임의의 특정한 특성에만 제한되는 것이 아니며, 하기 특성 기재 목록은 단지 예시로서만 설명된다는 것을 인지할 것이다. 임의의 특정한 특성을 위한 스크리닝 방법은 일반적으로 당업계에 기재되어 있다. 예를 들어, 돌연변이화 전후로 결합, pH, 특이성 등을 측정할 수 있으며, 이의 변화는 변경을 나타낸다. 바람직하게는, 스크리닝은 칩, 파지 디스플레이, 및 조합적 기질 및/또는 표시자를 사용하는 검정법을 포함하나 이에 제한되지 않게 다중 샘플을 동시에 스크리닝하는 것을 포함하는 고-처리량 방식으로 수행된다.Screening procedures for obtaining nucleic acids or proteins with altered properties will depend on the nature of the starting material, and its modifications will be apparent to those skilled in the art that the production of mutant nucleic acids is readily intended. Therefore, those skilled in the art will recognize that the present invention is not limited to any particular property to be screened, and the following list of property descriptions is described by way of example only. Screening methods for any particular property are generally described in the art. For example, binding, pH, specificity, etc. can be measured before and after mutagenesis, and changes thereof indicate alterations. Preferably, the screening is performed in a high-throughput manner including screening multiple samples simultaneously, including but not limited to assays using chips, phage display, and combinatorial substrates and / or indicators.

본원에 사용되는 바와 같이, 일부 구현예에서, 스크리닝은 관심 변이체를 변이체 집단으로부터 풍부하게 하는 선택 단계를 포함한다. 이들 구현예의 예에는 숙주 유기체에 대한 성장 유리성을 부여하는 변이체의 선택, 뿐 아니라 파지 디스플레이 또는 임의의 기타 디스플레이 방법이 포함되며, 여기서 변이체는 결합 또는 촉매 특성을 기준으로 한 변이체의 집단으로부터 포획될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 변이체의 라이브러리는 스트레스 (열, 프로테아제, 변성)에 노출되고, 이어서 여전히 미손상된 변이체가 스크리닝에서 확인되고 선택에 의해 풍부해진다. 상기 용어는 선택을 위한 임의의 적합한 수단을 포함하는 것으로 의도된다. 실제로, 본 발명이 임의의 특정 스크리닝 방법에 제한되는 것으로 의도되지는 않는다.As used herein, in some embodiments, screening includes a selection step that enriches the variant of interest from the population of variants. Examples of these embodiments include the selection of variants that confer growth favorability to the host organism, as well as phage display or any other display method, wherein the variants are to be captured from a population of variants based on binding or catalytic properties. Can be. In a preferred embodiment, the library of variants is exposed to stress (heat, protease, denaturation), and then still intact variants are identified at screening and enriched by selection. The term is intended to include any suitable means for selection. Indeed, it is not intended that the present invention be limited to any particular screening method.

본원에 사용되는 바와 같은 용어 "표적 랜덤화"는 하나 또는 여러 위치가 랜덤화된 다수의 서열을 생성하는 방법을 나타낸다. 일부 구현예에서, 랜덤화는 완료된다 (즉, 모든 4개의 뉴클레오티드, A, T, G 및 C 는 랜덤화 위치에서 일어날 수 있다). 대안적인 구현예에서, 뉴클레오티드의 랜덤화는 4개의 뉴클레오티드의 아집합에 제한된다. 표적된 랜덤화는 하나 또는 여러 관심 단백질을 코딩하는, 하나 또는 여러 개의 서열 코돈에 적용될 수 있다. 발현되는 경우, 생성된 라이브러리는 하나 이상의 아미노산 위치가 랜덤화 코돈의 랜덤화 계획에 의해 측정된 바와 같이, 모든 20개의 아미노산의 혼합물 또는 아미노산의 아집합을 함유할 수 있는 단백질 집단을 생성한다. 일부 구현예에서, 표적 랜덤화로부터 발생한 집단의 개별 일원은 코돈의 표적 또는 랜덤 삽입 또는 결실로 인해 아미노산의 수가 상이하다. 추가적인 구현예에서, 합성 아미노산은 생성된 단백질 집단에 포함된다. 일부 바람직한 구현예에서, 표적 랜덤화로부터 생성된 집단의 대부분의 일원은 출발 유전자보다 보존 서열에 대해 더 큰 서열 상동을 나타낸다. 일부 구현예에서, 서열은 하나 이상의 관심 단백질을 인코딩한다. 대안적인 구현예에서, 단백질은 상이한 생물학적 기능을 갖는다. 일부 바람직한 구현예에서, 후임 서열은 하나 이상의 선택가능 마커를 포함한다. 이러한 서열은 하나 이상 의 관심 단백질을 코딩할 수 있다. 이는 다른 생물학적 기능(들)을 가질 수 있다. 많은 경우에서 후임 서열은 선택가능 마커, 예컨대 항생제에 내성을 부여하는 유전자를 포함할 것이다.As used herein, the term “target randomization” refers to a method of generating multiple sequences of one or several positions randomized. In some embodiments, randomization is complete (ie, all four nucleotides, A, T, G, and C may occur at randomization sites). In alternative embodiments, randomization of nucleotides is limited to a subset of four nucleotides. Targeted randomization can be applied to one or several sequence codons, encoding one or several proteins of interest. When expressed, the resulting library produces a protein population in which one or more amino acid positions may contain a mixture of all 20 amino acids or a subset of amino acids, as determined by the randomization scheme of randomization codons. In some embodiments, individual members of the population resulting from target randomization differ in the number of amino acids due to the target or random insertion or deletion of the codon. In further embodiments, synthetic amino acids are included in the resulting protein populations. In some preferred embodiments, most members of the population resulting from target randomization exhibit greater sequence homology to conserved sequences than the starting gene. In some embodiments, the sequence encodes one or more proteins of interest. In alternative embodiments, the proteins have different biological functions. In some preferred embodiments, the successor sequence comprises one or more selectable markers. Such sequences may encode one or more proteins of interest. It may have other biological function (s). In many cases the successor sequence will comprise a selectable marker, such as a gene that confers resistance to antibiotics.

용어 "개질된 서열" 및 "개질된 유전자"는 자연 발생적 핵산 서열의 결실, 삽입 또는 개입을 포함하는 서열을 나타내는 것으로 본원에서 상호교환적으로 사용된다. 일부 바람직한 구현예에서, 개질 서열의 발현 생성물은 절단된 단백질이다 (예를 들어, 개질이 서열의 결실 또는 개입인 경우). 일부 특히 바람직한 구현예에서, 절단된 단백질은 생물학적 활성을 유지한다. 대안적인 구현예에서, 개질 서열의 발현 생성물은 신장된 단백질이다 (예를 들어, 핵산 서열 내의 삽입을 포함하는 개질). 일부 구현예에서, 삽입은 절단된 단백질을 야기한다 (예를 들어, 삽입이 중지 코돈을 형성하는 경우). 따라서, 삽입은 발현 생성물로서 절단된 단백질 또는 신장된 단백질을 야기할 수 있다.The terms "modified sequence" and "modified gene" are used interchangeably herein to refer to a sequence that includes the deletion, insertion, or intervention of a naturally occurring nucleic acid sequence. In some preferred embodiments, the expression product of the modified sequence is a truncated protein (eg, where the modification is deletion or intervention of the sequence). In some particularly preferred embodiments, the cleaved protein retains biological activity. In alternative embodiments, the expression product of the modified sequence is an elongated protein (eg, modifications involving insertion in nucleic acid sequences). In some embodiments, insertion results in a truncated protein (eg, when the insertion forms a stop codon). Thus, insertion can result in truncated or elongated protein as expression product.

본원에 사용되는 바와 같은 용어 "돌연변이체 서열" 및 "돌연변이체 유전자"는 상호교환적으로 사용되고, 숙주 세포의 야생형 서열에서 발생하는 하나 이상의 코돈에서 변경이 이루어진 서열을 나타낸다. 돌연변이체 서열의 발현 생성물은 야생형과 비교해 변경된 아미노산 서열을 갖는 단백질이다. 발현 생성물은 변경된 기능적 역량을 가질 수 있다 (예를 들어, 향상된 효소적 활성).As used herein, the terms “mutant sequence” and “mutant gene” are used interchangeably and refer to sequences in which alterations have been made in one or more codons that occur in the wild-type sequence of a host cell. Expression products of mutant sequences are proteins with altered amino acid sequences compared to wild type. Expression products may have altered functional capacity (eg, enhanced enzymatic activity).

용어 "돌연변이성 프라이머" 또는 "돌연변이성 올리고뉴클레오티드" (본원에서 상호교환적으로 사용됨)는 주형 서열의 일부에 상응하고 그곳에 하이브리드화될 수 있는 올리고뉴클레오티드 조성물을 나타내는 것으로 의도된다. 돌연변이성 프라이머에 있어서, 프라이머는 주형 핵산에 정확하게 부합하지 않을 것이고, 프라이머에서의 미스매치(들)는 핵산 라이브러리 내에 원하는 돌연변이를 도입하는데 사용된다. 본원에 사용되는 바와 같은 "비-돌연변이성 프라이머" 또는 "비-돌연변이성 올리고뉴클레오티드"는 주형 핵산에 정확하게 부합하는 올리고뉴클레오티드 조성물을 나타낸다. 본 발명의 하나의 구현예에서, 오직 돌연변이성 프라이머만이 사용된다. 본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에서, 프라이머는 하나 이상의 부위에 돌연변이성 프라이머가 포함되고, 올리고뉴클레오티드 혼합물에 포함된 비-돌연변이성 프라이머가 또한 있도록 설계된다. 돌연변이성 프라이머 중 하나 이상에 상응하는 돌연변이성 프라이머 및 비-돌연변이성 프라이머의 혼합물을 첨가하여, 다양한 조합 돌연변이 패턴이 제시된 생성된 핵산 라이브러리를 생성하는 것이 가능하다. 예를 들어, 돌연변이체 핵산 라이브러리의 일원 중 일부는 특정 위치에서 그의 전구체 서열을 유지하는 반면 다른 일원은 상기 위치에서 돌연변이되는 것이 바람직한 경우, 비-돌연변이성 프라이머는 제시된 잔기에 대한 핵산 라이브러리 내 비-돌연변이체 일원의 특정 수준을 수득하는 능력을 제공한다. 본 발명의 방법은 일반적으로 길이가 10~50개 염기인, 보다 바람직하게는 길이가 약 15~45개 염기인 돌연변이성 및 비-돌연변이성 올리고뉴클레오티드를 사용한다. 그러나, 원하는 돌연변이화 결과를 얻기 위해 10개 염기보다는 짧거나 50개 염기보다는 긴 길이의 프라이머를 사용하는 것이 필요할 수 있다. 상응하는 돌연변이성 및 비-돌연변이성 프라이머에 있어서, 상응하는 올리고뉴클레오티드의 길이가 일치해야할 필요는 없으나, 첨가되는 돌연변이에 상응하는 부위 중에 중복 은 있다.The term "mutant primer" or "mutant oligonucleotide" (used herein interchangeably) is intended to denote an oligonucleotide composition that corresponds to a portion of the template sequence and can hybridize thereto. For mutagenic primers, the primer will not exactly match the template nucleic acid, and mismatch (es) in the primer are used to introduce the desired mutation into the nucleic acid library. As used herein, "non-mutagenic primer" or "non-mutagenic oligonucleotide" refers to an oligonucleotide composition that exactly matches a template nucleic acid. In one embodiment of the invention, only mutagenic primers are used. In another preferred embodiment of the invention, the primers are designed such that the mutagenic primers are included at one or more sites and the non-mutagenic primers included in the oligonucleotide mixture are also present. It is possible to add a mixture of mutagenic primers and non-mutagenic primers corresponding to one or more of the mutagenic primers to produce the resulting nucleic acid library with various combinatorial mutation patterns. For example, if some of the members of a mutant nucleic acid library maintain their precursor sequence at a particular location while other members prefer to be mutated at that location, the non-mutagenic primers may be non-mutated in the nucleic acid library for the indicated residue. It provides the ability to obtain specific levels of mutant members. The methods of the present invention generally use mutagenic and non-mutagenic oligonucleotides that are 10-50 bases in length, more preferably about 15-45 bases in length. However, it may be necessary to use primers shorter than 10 bases or longer than 50 bases to achieve the desired mutation results. For corresponding mutagenic and non-mutagenic primers, the lengths of the corresponding oligonucleotides need not be identical, but there are overlaps in the sites corresponding to the mutations added.

일부 구현예에서, 프라이머는 미리 정의된 비율로 첨가된다. 예를 들어, 생성된 라이브러리가 특정한 특이적 돌연변이의 유의한 수준을 가지며, 동일 또는 상이한 위치에서 상이한 돌연변이의 양이 더 적은 것이 바람직한 경우, 첨가되는 프라이머의 양을 조절하여, 원하는 방향의 라이브러리를 생성하는 것이 가능하다. 대안적으로는, 비-돌연변이성 프라이머를 더 적게 또는 더 많이 첨가함으로써, 상응하는 돌연변이(들)가 돌연변이체 핵산 라이브러리에서 생성되는 빈도를 조정하는 것이 가능하다.In some embodiments, the primer is added at a predefined ratio. For example, if the resulting library has a significant level of specific specific mutations, and it is desirable to have a smaller amount of different mutations at the same or different positions, the amount of primer added is adjusted to produce a library of the desired orientation. It is possible to. Alternatively, by adding less or more non-mutagenic primers, it is possible to adjust the frequency at which the corresponding mutation (s) are produced in the mutant nucleic acid library.

본원에 사용되는 바와 같은, 어구 "인접 돌연변이"는 동일한 올리고뉴클레오티드 프라이머에 존재하는 돌연변이를 나타낸다. 예를 들어, 인접 돌연변이는 서로 인접하거나 근처에 있을 수 있으나, 이들은 동일한 프라이머에 의해, 생성된 돌연변이체 주형 핵산에 도입될 것이다.As used herein, the phrase “adjacent mutation” refers to a mutation present in the same oligonucleotide primer. For example, adjacent mutations may be adjacent to or near each other, but they will be introduced into the resulting mutant template nucleic acid by the same primers.

본원에 사용되는 바와 같은, 어구 "비인접 돌연변이"는 별도의 올리고뉴클레오티드 프라이머에 존재하는 돌연변이를 나타낸다. 예를 들어, 비인접 돌연변이는 별도로 생성된 올리고뉴클레오티드 프라이머에 의해, 생성된 돌연변이체 주형 핵산에 도입될 것이다.As used herein, the phrase “non-adjacent mutation” refers to a mutation present in separate oligonucleotide primers. For example, non-adjacent mutations will be introduced into the resulting mutant template nucleic acid by separately generated oligonucleotide primers.

용어 "야생형 서열," "야생형 핵산 서열" 및 "야생형 유전자"는 숙주 세포에서 천연 또는 자연 발생하는 서열을 나타내는 것으로 본원에서 상호교환적으로 사용된다. 일부 구현예에서, 야생형 서열은 단백질 조작 프로젝트의 출발점인 관심 서열을 나타낸다. 야생형 서열은 상동 또는 이종 단백질을 인코딩할 수 있 다. 상동 단백질은 숙주 세포 개입 없이 생성될 단백질이다. 이종 단백질은 숙주 세포 개입이 없다면 생성되지 않을 단백질이다.The terms “wild type sequence,” “wild type nucleic acid sequence” and “wild type gene” are used interchangeably herein to refer to sequences that occur naturally or naturally in a host cell. In some embodiments, the wild type sequence represents the sequence of interest that is the starting point of a protein engineering project. Wild-type sequences can encode homologous or heterologous proteins. Homologous proteins are proteins that will be produced without host cell intervention. Heterologous proteins are proteins that would not be produced without host cell intervention.

용어 "산화에 안정한"은 단백질분해, 가수분해, 세정 또는 본 발명의 다른 방법, 예를 들어 표백제 또는 산화제에 노출되거나 이와 접촉하는 동안 널리 행해지는 조건 하에서 주어진 시간에 걸쳐 특이적 양의 효소 활성을 유지하는 본 발명의 프로테아제를 나타낸다. 일부 구현예에서, 프로테아제는 예를 들어, 적어도 1분, 3분, 5분, 8분, 12분, 16분, 20분 등의 주어진 시간에 걸쳐 표백제 또는 산화제와 접촉한 후, 적어도 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 92%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99%의 단백질분해 활성을 유지한다. The term "oxidatively stable" refers to a specific amount of enzymatic activity over a given time under proteolysis, hydrolysis, washing or other methods of the invention, such as conditions that are widely practiced during exposure to or contact with bleach or oxidant. The protease of the present invention is shown. In some embodiments, the protease is at least 50% after contact with the bleach or oxidant over a given time, for example, at least 1 minute, 3 minutes, 5 minutes, 8 minutes, 12 minutes, 16 minutes, 20 minutes, etc. Proteolytic activity of 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 92%, 95%, 96%, 97%, 98% or 99% is maintained.

용어 "킬레이트제에 안정한"은 단백질분해, 가수분해, 세정 또는 본 발명의 다른 방법, 예를 들어 킬레이트제에 노출되거나 이와 접촉하는 동안 널리 행해지는 조건 하에서 주어진 시간에 걸쳐 특이적 양의 효소 활성을 유지하는 본 발명의 프로테아제를 나타낸다. 일부 구현예에서, 프로테아제는 예를 들어, 적어도 10분, 20분, 40분, 60분, 100분 등의 주어진 시간에 걸쳐 킬레이트제와 접촉한 후, 적어도 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 92%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99%의 단백질분해 활성을 유지한다. The term "stable to chelating agents" refers to the specific amount of enzymatic activity over a given time under proteolysis, hydrolysis, washing or other methods of the invention, such as conditions that are widely practiced during exposure to or contact with chelating agents. The protease of the present invention is shown. In some embodiments, the protease is at least 50%, 60%, 70%, 75 after contact with the chelating agent over a given time, for example, at least 10 minutes, 20 minutes, 40 minutes, 60 minutes, 100 minutes, and the like. Proteolytic activity of%, 80%, 85%, 90%, 92%, 95%, 96%, 97%, 98% or 99% is maintained.

용어 "열적으로 안정한" 및 "열안정성"은 단백질분해, 가수분해, 세정 또는 본 발명의 다른 방법, 예를 들어 변경된 온도에 노출되는 동안 널리 행해지는 조건 하에서 주어진 시간에 걸쳐 확인된 온도에 노출 후 특이적 양의 효소 활성을 유지하는 본 발명의 프로테아제를 나타낸다. 변경된 온도에는 증가 또는 감소된 온 도가 포함된다. 일부 구현예에서, 프로테아제는 예를 들어, 적어도 60분, 120분, 180분, 240분, 300분 등의 주어진 시간에 걸쳐 변경된 온도에 노출된 후, 적어도 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 92%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99%의 단백질분해 활성을 유지한다. The terms "thermally stable" and "thermally stable" refer to proteolysis, hydrolysis, washing or other methods of the invention, for example after exposure to a temperature identified over a given time under conditions that are widely practiced during exposure to altered temperatures. Proteases of the present invention that retain specific amounts of enzyme activity are shown. Altered temperatures include increased or decreased temperatures. In some embodiments, the protease is at least 50%, 60%, 70%, 75 after exposure to altered temperatures over a given time period, such as, for example, at least 60 minutes, 120 minutes, 180 minutes, 240 minutes, 300 minutes, and the like. Proteolytic activity of%, 80%, 85%, 90%, 92%, 95%, 96%, 97%, 98% or 99% is maintained.

산화, 킬레이트제, 열 및/또는 pH에 안정한 프로테아제의 문맥에서 용어 "향상된 안정성"은 다른 세린 프로테아제 (예를 들어 서브틸리신 프로테아제) 및/또는 야생형 효소와 비교하여 시간에 걸쳐 보다 높은 단백질분해 활성을 유지하는 것을 나타낸다.In the context of proteases that are stable to oxidation, chelating agents, heat and / or pH, the term “enhanced stability” refers to higher proteolytic activity over time compared to other serine proteases (eg subtilisin proteases) and / or wild type enzymes. Indicates to keep.

산화, 킬레이트제, 열 및/또는 pH에 안정한 프로테아제의 문맥에서 용어 "감소된 안정성"은 다른 세린 프로테아제 (예를 들어 서브틸리신 프로테아제) 및/또는 야생형 효소와 비교하여 시간에 걸쳐 보다 낮은 단백질분해 활성을 유지하는 것을 나타낸다.In the context of proteases that are stable to oxidation, chelating agents, heat and / or pH, the term “reduced stability” refers to lower proteolysis over time compared to other serine proteases (eg subtilisin protease) and / or wild type enzymes. To maintain activity.

본원에 사용되는 바와 같은 용어 "세정 조성물"에는, 다르게 나타내지 않는 한, 과립 또는 분말 형태의 다목적 또는 강력 ("heavy-duty") 세척제, 특히 세정 세제; 액체, 겔 또는 페이스트 형태의 다목적 세척제, 특히 소위 강력 액체형; 액체 미세-섬유 세제; 손 식기세척제 또는 경량 식기세척제, 특히 고발포형의 것; 가정 및 영업용 다양한 정제, 과립, 액체 및 헹굼 보조 유형을 포함하는 기계 식기세척제; 항균 손 세척 유형, 세척 바, 구강세척제, 의치 세정제, 차량 또는 카페트 샴푸, 욕실 세정제; 헤어 샴푸 및 헤어 린스; 샤워 겔 및 거품 목욕제 및 금속 세정제를 포함하는 액체 세정제 및 살균제 뿐 아니라; 세정 보조제 예컨대 표백 첨가 제 및 "얼룩-막대" 또는 전처리 유형이 포함된다.As used herein, the term "cleaning composition" includes, unless otherwise indicated, multipurpose or "heavy-duty" cleaning agents, especially cleaning detergents in the form of granules or powders; General-purpose cleaners in liquid, gel or paste form, in particular so-called powerful liquid forms; Liquid micro-fiber detergents; Hand dishwashers or lightweight dishwashing agents, in particular of high foaming type; Mechanical dishwashing agents including various tablet, granule, liquid and rinse aid types for home and business; Antibacterial hand wash types, wash bars, mouthwashes, denture cleaners, vehicle or carpet shampoos, bathroom cleaners; Hair shampoos and hair rinses; Liquid and fungicides, including shower gels and bubble baths and metal cleaners; Cleaning aids such as bleach additives and “stain-rods” or pretreatment types.

다르게 언급하지 않는 한, 모든 성분 또는 조성물 수준은 상기 성분 또는 조성물의 활성 수준에 관련된 것이며, 불순물 (예를 들어 잔류 용매 또는 부산물)은 제외되는데, 이는 시판되는 공급원 중 존재할 수 있다. Unless stated otherwise, all ingredient or composition levels relate to the activity level of the ingredient or composition, and impurities (eg residual solvents or by-products) are excluded, which may be present in commercially available sources.

효소 성분 중량은 총 활성 단백질을 기준으로 한다. 다르게 나타내지 않는 한, 모든 백분비 및 비율은 중량에 대해 계산된다. 다르게 나타내지 않는 한, 모든 백분비 및 비율은 총 조성물을 기준으로 계산된다. Enzyme component weights are based on total active protein. Unless otherwise indicated, all percentages and ratios are calculated by weight. Unless indicated otherwise, all percentages and ratios are calculated based on the total composition.

본 명세서를 통틀어서 주어지는 모든 최대 수치 한계는, 더 낮은 수치 한계가 마치 본원에 명확히 쓰여진 것처럼, 모든 더 낮은 수치 한계를 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 본 명세서를 통틀어서 주어진 모든 최소 수치 한계는, 상기 더 높은 수치 한계가 마치 본원에 명확히 쓰여진 것처럼, 모든 더 높은 수치 한계를 포함할 것이다. 본 명세서를 통틀어서 주어진 모든 수치 범위는, 더 좁은 수치 범위가 마치 본원에 명확히 쓰여진 것처럼, 상기 더 광범위한 수치 범위 내에 속하는 모든 더 좁은 수치 범위를 포함할 것이다. It is to be understood that all maximum numerical limits given throughout this specification include all lower numerical limits, as clearly written herein. All minimum numerical limits given throughout this specification will include all higher numerical limits as if the higher numerical limits were clearly written herein. All numerical ranges given throughout this specification will include all narrower numerical ranges falling within the broader numerical range as if the narrower numerical ranges were expressly written herein.

용어 "세정 활성"은 단백질분해, 가수분해, 세정 또는 본 발명의 다른 방법 동안 널리 행해지는 조건 하에서 프로테아제에 의해 달성되는 세정 성능을 나타낸다. 일부 구현예에서, 세정 성능은 표준 세정 조건에 적용 후 다양한 크로마토그래프, 분광광도계 또는 다른 정량 방법론에 의해 측정된 바와 같이 예를 들어 잔디, 혈액, 우유, 또는 계란 단백질과 같은 효소 민감성 얼룩과 관련된 다양한 세정 검정법의 적용에 의해 측정된다. 예시적 검정법에는 WO 99/34011 및 미국 특허 제 6,605,458 호에 기재된 것들 뿐 아니라, 실시예에 포함된 방법들이 포함되나 이에 제한되는 것은 아니다.The term "cleaning activity" refers to the cleaning performance achieved by a protease under conditions that are widely done during proteolysis, hydrolysis, washing or other methods of the invention. In some embodiments, the cleaning performance varies after application to standard cleaning conditions and associated with enzyme sensitive stains such as, for example, grass, blood, milk, or egg proteins, as measured by various chromatographs, spectrophotometers or other quantitative methodologies. It is measured by the application of a cleaning assay. Exemplary assays include, but are not limited to, the methods included in the examples, as well as those described in WO 99/34011 and US Pat. No. 6,605,458.

용어 프로테아제의 "세정 유효량"은 특정 세정 조성물에서 원하는 수준의 효소 활성을 달성하는 본원에서 이전에 기재된 프로테아제의 양을 나타낸다. 이러한 유효량은 당업자에 의해 쉽게 확인되며, 많은 인자, 예컨대 사용된 특정 프로테아제, 세정 적용, 세정 조성물의 특정 조성, 및 액체 또는 건조 (예를 들어 과립, 바) 조성물이 필요한지의 여부 등에 근거한다.The term "clean effective amount" of a protease refers to the amount of protease previously described herein that achieves the desired level of enzyme activity in a particular cleaning composition. Such effective amounts are readily identified by those skilled in the art and are based on a number of factors such as the particular protease used, the cleaning application, the specific composition of the cleaning composition, and whether liquid or dry (eg granules, bars) compositions are needed.

본원에서 사용되는 바와 같은 용어 "세정 보조 물질"은, 특정 유형의 바람직한 세정 조성물 및 생성물 형태 (예를 들어 액체, 과립, 분말, 바, 페이스트, 분무, 정제, 젤; 또는 발포 조성물)로부터 선택되는 임의의 액체, 고체 또는 기체 물질을 의미하고, 상기 물질은 또한 바람직하게는 조성물에 사용된 프로테아제 효소와 상용가능하다. 일부 구현예에서, 과립 조성물은 "압축" 형태이고, 다른 구현예에서, 액체 조성물은 "농축" 형태이다.The term "cleaning aid" as used herein is selected from certain types of preferred cleaning compositions and product forms (eg liquids, granules, powders, bars, pastes, sprays, tablets, gels; or foam compositions). By any liquid, solid or gaseous substance, the substance is also preferably compatible with the protease enzyme used in the composition. In some embodiments, the granular composition is in "compressed" form, and in other embodiments, the liquid composition is in "concentrated" form.

세정 활성의 문맥에서 용어 "향상된 성능"은 표준 세척 사이클 및/또는 다중 세척 사이클 후 통상의 평가에 의해 측정된 바와 같은 달걀, 우유, 잔디 또는 혈액과 같은 특정 효소 민감성 얼룩의 증가된 또는 더 큰 세정 활성을 나타낸다.In the context of cleaning activity, the term "improved performance" refers to an increased or greater cleaning of certain enzyme sensitive stains, such as eggs, milk, grass or blood, as measured by standard assessments after standard wash cycles and / or multiple wash cycles. Activity.

세정 활성의 문맥에서 용어 "감소된 성능"은 표준 세척 사이클 후 통상의 평가에 의해 측정된 바와 같은 달걀, 우유, 잔디 또는 혈액과 같은 특정 효소 민감성 얼룩의 감소된 또는 더 적은 세정 활성을 나타낸다.The term "reduced performance" in the context of cleaning activity refers to reduced or less cleaning activity of certain enzyme sensitive stains such as eggs, milk, grass or blood as measured by routine assessment after a standard cleaning cycle.

세정 활성의 문맥에서 용어 "비교 성능"은 비교 프로테아제 (예를 들어 시판 되는 프로테아제)의 세정 활성의 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상을 나타낸다. 세정 성능은 표준 세척 사이클 조건 후 통상의 분광 광도적 또는 분석 방법론에 의해 측정된 바와 같은 혈액, 우유 및/또는 잉크 (BMI)와 같은 효소 민감성 얼룩에 관한 다양한 세정 검정법에서 본 발명의 프로테아제와 다른 프로테아제를 비교하여 측정될 수 있다. The term “comparative performance” in the context of cleaning activity refers to at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, at least 95% of the cleaning activity of the comparative protease (eg, commercial protease). Cleaning performance is determined by the protease and other proteases of the present invention in various cleaning assays for enzyme sensitive stains such as blood, milk and / or ink (BMI) as measured by conventional spectrophotometric or analytical methodology after standard wash cycle conditions. Can be measured by comparing

본원에 사용되는 바와 같은 "저 세제 농도" 시스템에는 약 800 ppm 미만의 세제 성분이 세척수에 존재하는 세제가 포함된다. 일본 세제는 통상 약 667 ppm의 세제 성분이 세척수에 존재하기 때문에 전형적으로 저 세제 농도 시스템으로 간주된다.As used herein, “low detergent concentration” systems include detergents in which less than about 800 ppm of detergent components are present in the wash water. Japanese detergents are typically considered low detergent concentration systems because about 667 ppm of detergent components are present in the wash water.

본원에 사용되는 바와 같은 "중간 세제 농도" 시스템에는 약 800 ppm 내지 약 2000 ppm의 세제 성분이 세척수에 존재하는 세제가 포함된다. 북미 세제는 통상 대략 975 ppm의 세제 성분이 세척수에 존재하기 때문에 일반적으로 중간 세제 농도 시스템인 것으로 간주된다. 브라질 세제는 전형적으로 대략 1500 ppm의 세제 성분이 세척수에 존재한다.As used herein, “medium detergent concentration” systems include detergents in which about 800 ppm to about 2000 ppm of detergent components are present in the wash water. North American detergents are generally considered to be medium detergent concentration systems because approximately 975 ppm of detergent components are present in the wash water. Brazilian detergents typically have approximately 1500 ppm of detergent components present in the wash water.

본원에 사용되는 바와 같은 "고 세제 농도" 시스템에는 약 2000 ppm 초과의 세제 성분이 세척수에 존재하는 세제가 포함된다. 유럽 세제는 대략 3000~8000 ppm의 세제 성분이 세척수에 존재하기 때문에 일반적으로 고 세제 농도 시스템인 것으로 간주된다.As used herein, “high detergent concentration” systems include detergents in which more than about 2000 ppm of detergent components are present in the wash water. European detergents are generally considered to be high detergent concentration systems because approximately 3000-8000 ppm of detergent components are present in the wash water.

본원에 사용되는 바와 같은 "섬유 세정 조성물"에는 얼룩진 섬유 (예를 들어 옷감, 린넨 및 기타 직물 물질)의 적심 및/또는 예비처리에 사용하기에 적합한 조 성물 및 세탁 첨가 조성물을 포함하는 손세탁 및 기계세탁 세제 조성물이 포함된다."Fiber cleaning compositions" as used herein include hand washing and machines comprising compositions and laundry additive compositions suitable for use in the wetting and / or pretreatment of stained fibers (eg, fabrics, linens and other textile materials). Laundry detergent compositions are included.

본원에 사용되는 바와 같은 "비-섬유 세정 조성물"에는 식기세척 세제 조성물, 구강 세정 조성물, 의치 세정 조성물 및 개인 세안 조성물을 포함하나 이에 제한되지 않는 비-직물 (즉, 섬유) 표면 세정 조성물이 포함된다.“Non-fiber cleaning compositions” as used herein include non-woven (ie, fiber) surface cleaning compositions, including but not limited to dishwashing detergent compositions, oral cleaning compositions, denture cleaning compositions, and personal cleansing compositions. do.

본원의 세정 조성물의 "압축" 형태는 밀도에 의해, 그리고 조성에 있어서 무기 충전제 염의 양에 의해 가장 잘 반영된다. 무기 충전제 염은 분말 형태의 세제 조성물이 통상적인 성분이다. 통상적인 세제 조성물에서, 충전제 염은 상당한 양으로, 전형적으로 총 조성의 17~35 중량%로 존재한다. 반대로, 압축 조성물에서, 충전제 염은 총 조성의 15%를 넘지 않는 양으로 존재한다. 일부 구현예에서, 충전제 염은 조성의 10 중량%를 넘지 않는 양으로, 또는 보다 바람직하게는 5 중량%로 존재한다. 일부 구현예에서, 무기 충전제 염은 설페이트 및 클로라이드의 알칼리 및 알칼리 토금속 염으로부터 선택된다. 바람직한 충전제 염은 나트륨 설페이트이다.The "compressed" form of the cleaning compositions herein is best reflected by the density and by the amount of inorganic filler salt in the composition. Inorganic filler salts are conventional ingredients of detergent compositions in powder form. In conventional detergent compositions, the filler salt is present in significant amounts, typically 17-35% by weight of the total composition. In contrast, in compression compositions, the filler salt is present in an amount of no greater than 15% of the total composition. In some embodiments, the filler salt is present in an amount of no greater than 10% by weight of the composition, or more preferably at 5% by weight. In some embodiments, the inorganic filler salts are selected from alkali and alkaline earth metal salts of sulfates and chlorides. Preferred filler salts are sodium sulfate.

본 발명은 특정한 관심 환경 조건 하에서 단백질의 성능이 최적화되도록 단백질을 조작하는 방법을 제공한다. 일부 구현예에서, 본 발명은 특정 환경 조건 하에서 효소의 촉매 활성이 최적화되도록 효소를 조작하는 방법을 제공한다. 일부 바람직한 구현예에서, 본 발명은 반대되는 환경 조건 하에서 효소의 촉매 활성 및/또는 안정성이 최적화되도록 효소를 조작하는 방법을 제공한다. 일부 바람직한 구현예에서, 본 발명은 특히 반대되는 환경 조건 하에서 효소의 저장 안정성이 최적화되도록 효소를 조작하는 방법을 제공한다. 일부 바람직한 구현예에서, 본 발명은 출발 또는 모체 효소와 비교하여 세제 제형에서 개선된 성능 및/또는 안정성을 나타내는 효소 변이체가 수득되도록 효소 (예를 들어 메탈로프로테아제)의 순 표면 전하 및/또는 표면 전하 분포를 변경하는 방법을 제공한다. The present invention provides a method of engineering a protein such that the performance of the protein is optimized under specific environmental conditions of interest. In some embodiments, the present invention provides a method of engineering an enzyme to optimize the catalytic activity of the enzyme under certain environmental conditions. In some preferred embodiments, the present invention provides a method of engineering an enzyme such that the catalytic activity and / or stability of the enzyme under opposing environmental conditions is optimized. In some preferred embodiments, the present invention provides a method of engineering an enzyme such that the storage stability of the enzyme is optimized under particularly opposing environmental conditions. In some preferred embodiments, the present invention provides a net surface charge and / or surface of an enzyme (eg metalloprotease) such that an enzyme variant is obtained that exhibits improved performance and / or stability in detergent formulations as compared to the starting or parent enzyme. Provides a way to alter the charge distribution.

일부 구현예에서, 본 발명은 단일한 돌연변이의 효과가 분석되었을 때 촉매 활성 및 안정성의 두 특성이 역상관 관계가 있는 경우에도, 반대되는 환경 조건 하에서 효소의 촉매 활성 및 안정성이 동시에 최적화되도록 효소를 조작하는 방법을 제공한다. 특히, 본 발명은 세제 제형에서 개선된 성능을 나타내는 효소 변이체가 수득되도록 메탈로프로테아제의 순 표면 전하 및/또는 표면 전하 분포를 변경하는 방법을 제공한다. In some embodiments, the present invention provides for the enzyme to be optimized so that the catalytic activity and stability of the enzyme are simultaneously optimized under opposing environmental conditions, even if the two properties of catalyst activity and stability are inversely correlated when the effect of a single mutation is analyzed. Provides a way to manipulate. In particular, the present invention provides a method of altering the net surface charge and / or surface charge distribution of a metalloprotease such that an enzyme variant exhibiting improved performance in a detergent formulation is obtained.

본 발명은 세제 제형(들)에서 개선된 세척 성능 및/또는 안정성을 갖는 하나 이상의 변이체 중성 메탈로프로테아제를 포함하는 조성물 및 방법을 제공한다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 본 발명은 바실러스 아밀로리쿠에파시엔스 중성 메탈로프로테아제의 변이체를 제공한다. 본 발명은 세정, 표백 및 살균제를 포함하나 이에 제한되지는 않는 적용물에서의 특정한 용도를 발견한다. 추가적으로, 본 발명은 반대되는 환경 조건 하에서 효소의 촉매 활성이 최적화되도록 효소를 조작하는 방법을 제공한다. 특히 본 발명은 세제 제형에서 개선된 성능 및/또는 안정성을 나타내는 효소 변이체가 수득되도록 메탈로프로테아제의 순 표면 전하 및/또는 표면 전하 분포를 변경하는 방법을 제공한다. The present invention provides compositions and methods comprising one or more variant neutral metalloproteases with improved washing performance and / or stability in detergent formulation (s). In some particularly preferred embodiments, the present invention provides variants of Bacillus amyloliquefaciens neutral metalloprotease. The present invention finds particular use in applications including but not limited to cleaning, bleaching and bactericides. In addition, the present invention provides a method of engineering an enzyme such that the catalytic activity of the enzyme is optimized under opposing environmental conditions. In particular, the present invention provides a method of altering the net surface charge and / or surface charge distribution of a metalloprotease such that enzyme variants exhibiting improved performance and / or stability in detergent formulations are obtained.

많은 단백질 및 효소는 세탁 세제에서 저장되는 경우 매우 변성 및 불가역적 변성이 되기 쉽다. 계면활성제가 물에서의 이의 이온적 (전기적 전하) 특성으로 분류되는 경우, 세탁 세제는 음이온, 양이온 및 비이온성 계면활성제를 함유하는 것으로 공지된다. 이들 성분은 단백질 변성 (예를 들어 구조 및 기능의 손실)을 야기하는 단백질 분자의 표면 전하와 반응한다. NprE (중성 메탈로프로테아제)는 LAS와 같은 계면활성제를 포함하는 세제 제형에 저장되는 경우 불안정한 것으로 나타난 바 있다. LAS는 전체 음성 전하가 단백질 표면에 위치한 아미노산의 양성 전하쪽 사슬과의 반응을 향상시키는 음이온 계면활성제이다. 이러한 정전 반응은 정전 반응을 약화시키거나 분열시켜 단백질의 고유 (intrinsic) 안정성에 영향을 준다. 불안정화된 단백질은 이후 풀리고 불활성화된다. 본 발명을 발전시키는 동안, 효소의 표면 전하가 세척 성능 및/또는 세제 안정성에 깊이 영향을 주는 것으로 발견되었다. 추가적으로, 프로테아제 표면 상 충전된 잔기 분포가 세척 성능 및/또는 안정성에 강한 영향을 미쳤다. 본 발명의 단백질 조작 방법은, 순 표면 전하 및/또는 표면 전하 분포를 최적화시켜 세제 제형에서의 하나 이상의 특성에서의 향상된 성능을 위해 프로테아제를 효과적으로 최적화시킨다. Many proteins and enzymes are prone to very denaturing and irreversible denaturation when stored in laundry detergents. When surfactants are classified by their ionic (electrical charge) properties in water, laundry detergents are known to contain anionic, cationic and nonionic surfactants. These components react with the surface charge of the protein molecules causing protein denaturation (eg loss of structure and function). NprE (neutral metalloprotease) has been shown to be unstable when stored in detergent formulations containing surfactants such as LAS. LAS is an anionic surfactant in which the total negative charge enhances the reaction with the positively charged side chains of amino acids located on the protein surface. This electrostatic reaction weakens or cleaves the electrostatic reaction, affecting the intrinsic stability of the protein. The destabilized protein is then released and inactivated. During the development of the present invention, it has been found that the surface charge of enzymes has a profound effect on wash performance and / or detergent stability. In addition, the residue distribution charged on the protease surface had a strong impact on wash performance and / or stability. The protein manipulation methods of the present invention optimize the net surface charge and / or surface charge distribution to effectively optimize the protease for improved performance in one or more properties in the detergent formulation.

간락하게는, 본 발명의 일부 구현예에서 상기 방법에는 관심 효소에서의 많은 아미노산 잔기에서 위치-평가 라이브러리의 생성, 및 관심 특성에 대한 변이체 효소의 검정이 포함된다. 이는 유익한, 중성, 및 해로운 돌연변이 뿐 아니라 관심 특성(들)에 대한 최적 전하 변화 (모체 효소에 관한)가 확인되도록 한다. 일부 대안적인 구현예에서, 각각의 위치에서 전하를 바꾸는 돌연변이로 변이체를 생성하기 위한 모든 잔기의 전하 스캔은, 예를 들어 중성 잔기를 양성 및/또는 음성 전하로 돌연변이시키고, 하전된 잔기를 반대로 하전된 잔기 및/또는 중성 잔기로 돌연변이시킨다. 일부 추가적인 바람직한 구현예에서, 방법은 변이체의 조합적 "전하-평형" 라이브러리 생성 (이는 원하는 방향에서 효소 전하를 바꾸는 유익한 돌연변이, 및 반대 방향에서 전하를 바꾸는 유익 또는 중성 돌연변이를 포함함), 이후 관심 특성(들)에 대해 전하-균형 라이브러리를 검정하는 것을 포함한다. 따라서, 효소의 표면 전하, 및 표면 전하 분포는 동시에 최적화되며, 다중 특성에서 개선을 갖는 효소를 확인할 수 있다.For simplicity, in some embodiments of the present invention the method comprises the generation of a location-assessment library at many amino acid residues in the enzyme of interest, and the assay of the variant enzyme for the property of interest. This allows for optimal charge changes (relative to the parent enzyme) to the characteristic (s) of interest, as well as beneficial, neutral, and deleterious mutations. In some alternative embodiments, the charge scan of all residues to generate variants with charge changing mutations at each position, for example, mutating neutral residues to positive and / or negative charges, and reversely charged charged residues And / or neutral residues. In some further preferred embodiments, the method produces a combinatorial “charge-equilibrium” library of variants, which includes beneficial mutations that alter enzymatic charge in the desired direction, and beneficial or neutral mutations that change charge in the opposite direction, after Assaying the charge-balancing library for the property (s). Thus, the surface charge, and surface charge distribution, of the enzyme are optimized at the same time, and it is possible to identify enzymes with improvements in multiple properties.

본 발명의 방법은 다양한 클래스의 효소 뿐 아니라 프로테아제 (예를 들어 아밀라아제, 셀룰라아제, 옥시다아제, 큐티나아제, 만난아제, 펙티나아제, 아밀라아제, 리파아제 등)의 성능을 개선하는데 사용된다. 실제로, 본 발명은 임의의 특정한 효소나 효소의 클래스에 제한되도록 의도되지는 않는다. 또한, 본 발명은 특정 표면 전하 및 전하 분포를 필요로 하는 비-효소적 단백질 특성의 최적화에 사용된다 (예를 들어 발현, 세포-표면 결합, 제형에 대한 유순 등). The methods of the present invention are used to improve the performance of various classes of enzymes as well as proteases (eg amylase, cellulase, oxidase, cutinase, mannanase, pectinase, amylase, lipase, etc.). Indeed, the present invention is not intended to be limited to any particular enzyme or class of enzymes. In addition, the present invention is used for the optimization of non-enzymatic protein properties requiring specific surface charges and charge distributions (eg expression, cell-surface binding, compliance with formulations, etc.).

I. 개선된 특성을 갖는 프로테아제 I. Proteases with Improved Properties 변이체의Variant 생성 produce

많은 수의 위치-평가 라이브러리가 NprE에 대해 구성되었으며, 여기서 성숙 단백질의 모든 아미노산은 대부분의 다른 아미노산으로 대체되었다 (미국 특허 출원 일련 번호 제 10/576,331 호 및 WO 2005/052146 참고). 이들 라이브러리를 세제 안정성 및 BMI 세정 성능에 대해 스크리닝하였다. 그후 스크리닝 데이터를 돌연변이에 의해 부여된 전하 변경의 효과에 관해 분석하였다. 모두 증가된 안정성 및 양호한 BMI (혈액, 우유, 잉크) 세정 성능은 조작된 NprE 변이체에서 바람직하나, 아직 이들은 초기에 상호간에 배타적인 특성인 것으로 나타났다. 본 발명은 양호한 BMI 세정 성능을 나타내는 보다 안정한 변이체를 생성하는 수단을 제공한다. A large number of location-assessment libraries have been constructed for NprE, where all amino acids of the mature protein have been replaced by most other amino acids (see US Patent Application Serial Nos. 10 / 576,331 and WO 2005/052146). These libraries were screened for detergent stability and BMI cleaning performance. Screening data was then analyzed for the effect of charge alteration imparted by the mutation. Both increased stability and good BMI (blood, milk, ink) cleaning performance are desirable for engineered NprE variants, but these have initially been shown to be mutually exclusive properties. The present invention provides a means to generate more stable variants exhibiting good BMI cleaning performance.

따라서, 본 발명은 과도하게 다른 매개변수를 희생시키지 않고 상승된 안정성 또는 BMI 세정 성능을 주는 돌연변이를 확인하는 방법을 제공한다. 본원에 사용되는 바와 같은 어구 "과도하게 불리한"은 원하는 값의 미만을 갖는 단백질 특성을 나타낸다. 상기 용어는 중성 돌연변이를 갖는 일부 저 수행 단백질 (모체 또는 야생형 단백질의 성능 값의 80% 미만); 비결실 돌연변이를 갖는 불량 수행 단백질 (50% 미만); 및 결실 돌연변이를 갖는 본질적으로 불활성인 단백질 (5% 미만)을 포함한다. 일부 구현예에서, 상대적 성능 값을 변이체 단백질 성능 대 모체 단백질 성능의 비율인 성능 지수 (PI)로서 표현한다. 이후, 전하 돌연변이는 평형이 되어, 최종 변이체가 야생형 효소에 관해 +1 내지 +3이 된다. 또한, 본 발명은 효소의 3-D 구조에서 반응하지 않는 것으로 나타나는 아미노산 잔기를 선택하는 수단을 제공함으로써, 다중 돌연변이 사이의 비-가산성을 최소화시킨다.Accordingly, the present invention provides a method for identifying mutations that give elevated stability or BMI cleaning performance without sacrificing excessively other parameters. As used herein, the phrase “overly disadvantageous” refers to protein properties with less than the desired value. The term refers to some low performing proteins with neutral mutations (less than 80% of the performance value of the parent or wild type protein); Poor performing protein with less deletion mutations (less than 50%); And essentially inactive proteins (less than 5%) with deletion mutations. In some embodiments, relative performance values are expressed as figure of merit (PI), which is the ratio of variant protein performance to parent protein performance. The charge mutation then equilibrates so that the final variant is +1 to +3 for the wild type enzyme. In addition, the present invention provides a means for selecting amino acid residues that appear to not react in the 3-D structure of an enzyme, thereby minimizing non-addition between multiple mutations.

본원에 기재된 바와 같은 네 NprE 변이체를 본 발명의 방법을 사용하여 구성하였다. 이들 변이체는 10 내지 18개 돌연변이를 포함하였다. 실시예에서 보다 상세히 기재된 바와 같이, 이들 변이체는 야생형 효소와 유사한 증가된 안정성 및 BMI 세정 성능을 나타내었다.Four NprE variants as described herein were constructed using the methods of the invention. These variants included 10 to 18 mutations. As described in more detail in the Examples, these variants exhibited increased stability and BMI cleaning performance similar to wild type enzymes.

IIII . 유익한 효소 . Beneficial enzyme 변이체의Variant 생성을 위한 일반적인 방법 General method for producing

본원에서 기재된 바와 같이, BMI 미세견본 검정법에서의 세척 성능과 효소 표면상 전체 전하 사이의 관계를 측정하였다. 본 발명의 방법은 다양한 효소 및 단백질 (예를 들어 아밀라아제, 셀룰라아제, 옥시다아제, 큐티나아제, 만난아제, 펙티나아제, 리파아제, 프로테아제 및 다른 효소)의 성능을 개선시키는데 사용된다. 간략하게는, 약 25% 초과로 용매에 노출, 약 50% 초과로 용매에 노출, 또는 약 65% 초과로 용매에 노출된 야생형 효소의 표면 상 위치한 아미노산 잔기가 확인되며, 각각의 야생형 잔기가 다수의 다른 자연 발생적 아미노산으로 치환되는 위치-평가 라이브러리가 생성된다. 일부 구현예에서, 분자 표면에서의 단백질 조작은 중성 아미노산 측쇄의 산성 또는 염기성 측쇄로의 교체 및/또는 양성 하전된 측쇄를 중성 또는 음성 하전된 측쇄로 (또는 반대로) 교체하는 것을 포함한다. 또한, 이러한 구조-기능 관계를 정의하기 위해, BMI에서의 개선된 세척 성능을 나타내는 변이체 효소의 순 전하 변화가 주목된다. 추가적인 구현예에서, 주어진 효소에 대한 최적 전하가 측정되고 나면, 최적 전하/전하 분포를 갖는 효소 변이체를 확인하기 위해 천연 단리물이 스크리닝된다.As described herein, the relationship between the wash performance in the BMI microsample assay and the total charge on the enzyme surface was measured. The methods of the present invention are used to improve the performance of various enzymes and proteins (eg amylase, cellulase, oxidase, cutinase, mannanase, pectinase, lipase, protease and other enzymes). Briefly, amino acid residues located on the surface of a wild-type enzyme exposed to more than about 25% of the solvent, more than about 50% of the solvent, or more than about 65% of the solvent have been identified, with each wild-type residue being numerous Position-evaluation libraries are generated that are substituted with other naturally-occurring amino acids. In some embodiments, protein engineering at the molecular surface includes replacing the neutral amino acid side chain with an acidic or basic side chain and / or replacing a positively charged side chain with a neutral or negatively charged side chain (or vice versa). In addition, to define this structure-function relationship, attention is paid to changes in the net charge of variant enzymes that result in improved wash performance in BMI. In further embodiments, once the optimal charge for a given enzyme is determined, the natural isolate is screened to identify enzyme variants with the optimal charge / charge distribution.

IIIIII . 개선된 특성을 갖는 . With improved properties 아밀라아제Amylase 변이체의Variant 생성 produce

성숙 효소 중 네 위치에 치환의 조합을 도입하여, AmyS-S242Q에 대한 조합적 전하 라이브러리를 구성하였다. 상기 라이브러리를 BODIPY 전분 가수분해, 쌀 전분 미세견본 세정 성능 및 효소 발현에 대해 스크리닝하였다. 그후 스크리닝 데이터를 돌연변이에 의해 부여된 전하 변경의 효과에 관해 분석하였다. 모두 증가된 단백질 발현 및 양호한 효소 성능이 조작된 AmyS-S242Q 변이체에서 바람직하나, 아직 이들 특성은 역상관 관계가 있는 것으로 발견되었다. 본 발명은 양호한 쌀 전분 세정 성능을 나타내는 더욱 고도로 발현된 변이체를 생성하는 수단을 제공한다. 따라서, 본 발명은 과도하게 다른 매개변수를 희생시키지 않고 상승된 발현 또는 효소적 활성을 주는 돌연변이를 확인하는 방법을 제공한다.A combination of substitutions was introduced at four positions in the mature enzyme to construct a combinatorial charge library for AmyS-S242Q. The library was screened for BODIPY starch hydrolysis, rice starch microsample cleaning performance and enzyme expression. Screening data was then analyzed for the effect of charge alteration imparted by the mutation. Although both increased protein expression and good enzymatic performance are desirable for engineered AmyS-S242Q variants, these properties have yet been found to be inversely correlated. The present invention provides a means to generate more highly expressed variants that exhibit good rice starch cleaning performance. Accordingly, the present invention provides a method for identifying mutations that give elevated expression or enzymatic activity without sacrificing excessively other parameters.

실험Experiment

본 발명의 특정 바람직한 구현예 및 측면을 나타내고 더 설명하기 위해, 하기의 실시예를 제공하며, 이는 이의 범주를 제한하는 것으로서 해석되지는 않는다.To illustrate and further illustrate certain preferred embodiments and aspects of the present invention, the following examples are provided, which are not to be construed as limiting the scope thereof.

하기의 실험 개시물에는 하기의 축약이 적용된다: ℃ (섭씨 온도); rpm (분 당 회전); H2O (물); HCl (염산); aa 및 AA (아미노산); bp (염기쌍); kb (킬로염기쌍); kD (킬로달톤); gm (그램); μg 및 ug (마이크로그램); mg (밀리그램); ng (나노그램); μl 및 ul (마이크로리터); ml (밀리리터); mm (밀리미터); nm (나노미터); μm 및 um (마이크로미터); M (몰); mM (밀리몰); μM 및 uM (마이크로몰); U (단위); V (볼트); MW (분자량); sec (초); min (분); hr (시간); MgCl2 (염화마그네슘); NaCl (염화나트륨); OD28O (280 nm에서의 광학 밀도); OD405 (405 nm에서의 광학 밀도); OD600 (600 nm에서의 광학 밀도); PAGE (폴리아크릴아미드 겔 전기영동); EtOH (에탄올); PBS (인산 완충 식염수 [150 mM NaCl, 10 mM 인산나트륨 완충액, pH 7.2]); LAS (라우릴 나트륨 설포네이트); SDS (나트륨 도데실 설페이트); 트리스 (트리스(하이드록시메틸)아미노메탄); TAED (N,N,N'N'-테트라아세틸에틸렌디아민); BES (폴리에스테르설폰); MES (2-몰포리노에탄설폰산, 모노하이드레이트; f.w. 195.24; Sigma # M-3671); CaCl2 (염화칼슘, 무수; f.w. 110.99; Sigma # C-4901); DMF (N,N-디메틸포름아미드, f.w. 73.09, d = 0.95); Abz-AGLA-Nba (2-아미노벤조일-L-알라닐글리실-L-류실-L-알라니노-4-니트로벤질아미드, f.w. 583.65; Bachem # H-6675, VWR 카탈로그 번호 100040-598); SBG 1% ("글루코오스를 갖는 슈퍼 브로쓰"; 6 g 소이톤 [Difco], 3 g 효모 추출물, 6 g NaCl, 6 g 글루코오스); 당업계에 공지된 방법을 사용하여 멸균 전에 NaOH로 pH를 7.1로 조정하였음; w/v (중량 대 부피); v/v (부피 대 부피); Npr 및 npr (중성 메탈로프로테아제); SEQUEST

Figure 112009075181904-PCT00002
(SEQUEST 데이터베이스 검색 프로그램, University of Washington); Npr 및 npr (중성 메탈로프로테아제 유전자); nprE 및 NprE (B. 아밀로리쿠에파시엔스 중성 메탈로프로테아제); PMN (정제된 MULTIFECT
Figure 112009075181904-PCT00003
메탈로프로테아제); MTP (마이크로타이터 플레이트); MS (질량 분광학); SRI (얼룩 제거 인자); TIGR (유전체 연구소, Rockville, MD); AATCC (미국 섬유화학 염색자 협회); Procter & Gamble (Procter & Gamble, Inc., Cincinnati, OH); Beckman (Beckman Coulter, Inc., Fullerton, CA); Amersham (Amersham Life Science, Inc. Arlington Heights, IL); ICN (ICN Pharmaceuticals, Inc., Costa Mesa, CA); Pierce (Pierce Biotechnology, Rockford, IL); EMPA (스위스 연방재료시험 연구소, St. Gallen, Switzerland); CFT (재료 시험 센터, Vlaardingen, The Netherlands); Amicon (Amicon, Inc., Beverly, MA); ATCC (미국 미생물 보존 센터, Manassas, VA); Becton Dickinson (Becton Dickinson Labware, Lincoln Park, NJ); Perkin-Elmer (Perkin-Elmer, Wellesley, MA); Rainin (Rainin Instrument, LLC, Woburn, MA); Eppendorf (Eppendorf AG, Hamburg, Germany); Waters (Waters, Inc., Milford, MA); Geneart (Geneart GmbH, Regensburg, Germany); Perseptive Biosystems (Perseptive Biosystems, Ramsey, MN); Molecular Probes (Molecular Probes, Eugene, OR); BioRad (BioRad, Richmond, CA); Clontech (CLONTECH Laboratories, Palo Alto, CA); Difco (Difco Laboratories, Detroit, MI); GIBCO BRL 또는 Gibco BRL (Life Technologies, Inc., Gaithersburg, MD); Epicentre (Epicentre Biotechnologies, Madison, WI); Zymo Research (Zymo Research Corp., Orange, CA); Integrated DNA Technologies (Integrated DNA Technologies, Inc., Coralville, IA): New Brunswick (New Brunswick Scientific Company, Inc., Edison, NJ); Thermoelectron (Thermoelectron Corp., Waltham, MA); BMG (BMG Labtech, GmbH, Offenburg, Germany); Greiner (Greiner Bio-One, Kremsmuenster, Austria); Novex (Novex, San Diego, CA); Finnzymes (Finnzymes OY, Finland) Qiagen (Qiagen, Inc., Valencia, CA); Invitrogen (Invitrogen Corp., Carlsbad, CA); Sigma (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO); DuPont Instruments (Asheville, NY); Global Medical Instrumentation 또는 GMI (Global Medical Instrumentation; Ramsey, MN); MJ Research (MJ Research, Waltham, MA); Infors (Infors AG, Bottmingen, Switzerland); Stratagene (Stratagene Cloning Systems, La Jolla, CA); Roche (Hoffmann La Roche, Inc., Nutley, NJ); Ion Beam Analysis Laboratory (Ion Bean Analysis Laboratory, The University of Surrey Ion Beam Centre (Guildford, UK); TOM (Terg-o-Meter); BMI (혈액, 우유, 잉크); BaChem (BaChem AG, Bubendorf, Switzerland); Molecular Devices (Molecular Devices, Inc., Sunnyvale, CA); MicroCal (Microcal, Inc., Northhampton, MA); Chemical Computing (Chemical Computing Corp., Montreal, Canada); NCBI (미국 생물 정보 센터); GE Healthcare (GE Healthcare, UK).The following abbreviations apply to the following experimental disclosures: ° C. (Celsius); rpm (revolutions per minute); H 2 O (water); HCl (hydrochloric acid); aa and AA (amino acid); bp (base pair); kb (kilobase pairs); kD (kilodaltons); gm (grams); μg and ug (micrograms); mg (milligrams); ng (nanogram); μl and ul (microliters); ml (milliliters); mm (millimeters); nm (nanometer); μm and um (micrometer); M (molar); mM (millimoles); μM and uM (micromolar); U (unit); V (volts); MW (molecular weight); sec (seconds); min (minutes); hr (hours); MgCl 2 (magnesium chloride); NaCl (sodium chloride); OD 28 O (optical density at 280 nm); OD 405 (optical density at 405 nm); OD 600 (optical density at 600 nm); PAGE (polyacrylamide gel electrophoresis); EtOH (ethanol); PBS (phosphate buffered saline [150 mM NaCl, 10 mM sodium phosphate buffer, pH 7.2]); LAS (lauryl sodium sulfonate); SDS (sodium dodecyl sulfate); Tris (tris (hydroxymethyl) aminomethane); TAED (N, N, N'N'-tetraacetylethylenediamine); BES (polyester sulfone); MES (2-morpholinoethanesulfonic acid, monohydrate; fw 195.24; Sigma # M-3671); CaCl 2 (calcium chloride, anhydrous; fw 110.99; Sigma # C-4901); DMF (N, N-dimethylformamide, fw 73.09, d = 0.95); Abz-AGLA-Nba (2-aminobenzoyl-L-alanylgylsil-L-leusil-L-alanino-4-nitrobenzylamide, fw 583.65; Bachem # H-6675, VWR Cat. No. 100040-598); SBG 1% (“Super Broth with Glucose”; 6 g Soyton [Difco], 3 g Yeast Extract, 6 g NaCl, 6 g Glucose); PH was adjusted to 7.1 with NaOH prior to sterilization using methods known in the art; w / v (weight to volume); v / v (volume to volume); Npr and npr (neutral metalloproteases); SEQUEST
Figure 112009075181904-PCT00002
(SEQUEST database search program, University of Washington); Npr and npr (neutral metalloprotease gene); nprE and NprE (B. amyloliquefaciens neutral metalloprotease); PMN (purified MULTIFECT
Figure 112009075181904-PCT00003
Metalloproteases); MTP (microtiter plate); MS (mass spectroscopy); SRI (stain removal factor); TIGR (Geogen Laboratories, Rockville, MD); AATCC (American Textile Chemical Dyeers Association); Procter & Gamble (Procter & Gamble, Inc., Cincinnati, OH); Beckman (Beckman Coulter, Inc., Fullerton, CA); Amersham (Amersham Life Science, Inc. Arlington Heights, IL); ICN (ICN Pharmaceuticals, Inc., Costa Mesa, CA); Pierce (Pierce Biotechnology, Rockford, IL); EMPA (Swiss Federal Materials Testing Institute, St. Gallen, Switzerland); CFT (Material Testing Center, Vlaardingen, The Netherlands); Amicon (Amicon, Inc., Beverly, MA); ATCC (US Microbial Conservation Center, Manassas, VA); Becton Dickinson (Becton Dickinson Labware, Lincoln Park, NJ); Perkin-Elmer (Perkin-Elmer, Wellesley, Mass.); Rainin (Rainin Instrument, LLC, Woburn, MA); Eppendorf (Eppendorf AG, Hamburg, Germany); Waters (Waters, Inc., Milford, Mass.); Geneart (Geneart GmbH, Regensburg, Germany); Perseptive Biosystems (Perseptive Biosystems, Ramsey, MN); Molecular Probes (Molecular Probes, Eugene, OR); BioRad (BioRad, Richmond, CA); Clontech (CLONTECH Laboratories, Palo Alto, Calif.); Difco (Difco Laboratories, Detroit, MI); GIBCO BRL or Gibco BRL (Life Technologies, Inc., Gaithersburg, Md.); Epicentre (Epicentre Biotechnologies, Madison, Wis.); Zymo Research (Zymo Research Corp., Orange, Calif.); Integrated DNA Technologies (Integrated DNA Technologies, Inc., Coralville, IA): New Brunswick (New Brunswick Scientific Company, Inc., Edison, NJ); Thermoelectron (Thermoelectron Corp., Waltham, Mass.); BMG (BMG Labtech, GmbH, Offenburg, Germany); Greiner (Greiner Bio-One, Kremsmuenster, Austria); Novex (Novex, San Diego, CA); Finnzymes (Finnzymes OY, Finland) Qiagen (Qiagen, Inc., Valencia, CA); Invitrogen (Invitrogen Corp., Carlsbad, Calif.); Sigma (Sigma Chemical Co., St. Louis, Mo.); DuPont Instruments (Asheville, NY); Global Medical Instrumentation or GMI (Global Medical Instrumentation; Ramsey, MN); MJ Research (MJ Research, Waltham, Mass.); Infors (Infors AG, Bottmingen, Switzerland); Stratagene (Stratagene Cloning Systems, La Jolla, Calif.); Roche (Hoffmann La Roche, Inc., Nutley, NJ); Ion Beam Analysis Laboratory (Ion Bean Analysis Laboratory, The University of Surrey Ion Beam Center (Guildford, UK); TOM (Terg-o-Meter); BMI (blood, milk, ink); BaChem (BaChem AG, Bubendorf, Switzerland) ; Molecular Devices (Molecular Devices, Inc., Sunnyvale, Calif.); MicroCal (Microcal, Inc., Northhampton, Mass.); Chemical Computing (Chemical Computing Corp., Montreal, Canada); NCBI (US Biological Information Center); GE Healthcare (GE Healthcare, UK).

실시예Example 1 One

검정법Assay

하기 검정법을 하기에 기재한 실시예에서 사용하였다. 하기에 제공된 프로토콜에서의 임의의 편차가 실시예에 나타난다. 이들 실험에서, 분광광도계를 사용하여 반응 완료 후에 형성된 생성물의 흡광도를 측정하였다. 반사율계를 사용하여 견본의 반사율을 측정하였다. The following assay was used in the examples described below. Any deviation in the protocol provided below is shown in the Examples. In these experiments, the absorbance of the product formed after completion of the reaction was measured using a spectrophotometer. The reflectance of the specimen was measured using a reflectometer.

A. 단백질 함량 측정A. Determination of Protein Content

1. 단백질 함량 측정을 위한 1. For measuring protein content BCABCA ( ( 비신코닌산Biscinconic acid ; ; bicinchoninicbicinchoninic acidacid ) 검정법) Assay

이들 검정법에서, BCA (Pierce) 검정법을 사용하여 마이크로타이터 플레이트 (MTP) 눈금 상에서 프로테아제 샘플 중 단백질 농도를 측정하였다. 상기 검정법 시스템에서, 하기의 화학 및 시약 용액이 사용되었다: BCA 단백질 검정법 시약, 및 Pierce 희석 완충액 (50 mM MES, pH 6.5, 2mM CaCl2, 0.005% TWEEN

Figure 112009075181904-PCT00004
-80). 사용된 설비는 SpectraMAX (340 유형) MTP 판독기였다. MTP는 Costar사제였다 (9017 유형). In these assays, protein concentrations in protease samples were measured on a microtiter plate (MTP) scale using the BCA (Pierce) assay. In the assay system, the following chemistry and reagent solutions were used: BCA protein assay reagent, and Pierce dilution buffer (50 mM MES, pH 6.5, 2 mM CaCl 2 , 0.005% TWEEN
Figure 112009075181904-PCT00004
-80). The facility used was a SpectraMAX (type 340) MTP reader. MTP was manufactured by Costar (type 9017).

시험에서, 200 μl BCA 시약을 각각의 웰에 피펫팅한 후, 20 μl 희석 단백질을 피펫팅하였다. 충분한 혼합 후, MTP를 37℃에서 30분 동안 인큐베이션하였다. 공기 방울을 제거하고, 웰 내의 용액의 광학 밀도 (OD)를 562 nm에서 판독하였다. 단백질 농도를 측정하기 위해, 배경 판독값을 샘플 판독값으로부터 뺐다. OD562 값을 단백질 표준 (정제된 프로테아제)에 대해 표시하여 표준 곡선을 생성하였다. 샘플의 단백질 농도를 표준 곡선으로부터 추론하였다.In the test, 200 μl BCA reagent was pipetted into each well, followed by 20 μl diluted protein. After sufficient mixing, MTP was incubated at 37 ° C. for 30 minutes. Air bubbles were removed and the optical density (OD) of the solution in the wells was read at 562 nm. To determine protein concentration, the background reading was subtracted from the sample reading. OD 562 values were expressed against protein standards (purified protease) to generate a standard curve. Protein concentration of the sample was inferred from the standard curve.

2. 단백질 함량 측정을 위한 2. for measuring protein content 브래드포드Bradford ( ( BradfordBradford ) 검정법) Assay

이들 검정법에서, 브래드포드 염색 시약 (Quick Start) 검정법을 사용하여 MTP 눈금 상에서 프로테아제 샘플 중 단백질 농도를 측정하였다.In these assays, Bradford staining reagent (Quick Start) assay was used to determine protein concentration in protease samples on an MTP scale.

상기 검정법 시스템에서, 하기의 화학 및 시약 용액이 사용되었다: Quick Start 브래드포드 염색 시약 (BIO-RAD 카탈로그 번호 500-0205), 희석 완충액 (1O mM NaCl, 0.1 mM CaC12, 0.005% TWEEN

Figure 112009075181904-PCT00005
-80). 사용된 설비는 Biomek FX Robot (Beckman) 및 SpectraMAX (340 유형; Molecular Devices) MTP 판독기였다. MTP는 Costar사제였다 (9017 유형).In this assay system, the following chemical and reagent solutions were used: Quick Start Bradford staining reagent (BIO-RAD Cat. No. 500-0205), dilution buffer (10 mM NaCl, 0.1 mM CaC1 2 , 0.005% TWEEN
Figure 112009075181904-PCT00005
-80). The equipment used was a Biomek FX Robot (Beckman) and SpectraMAX (340 type; Molecular Devices) MTP reader. MTP was manufactured by Costar (type 9017).

시험에서, 200 μl 브래드포드 시약을 각각의 웰에 피펫팅한 후, 15 μl 희석 완충액을 피펫팅하였다. 최종적으로, 10 μl의 여과된 배양액 브로쓰를 웰에 첨가하였다.In the test, 200 μl Bradford reagent was pipetted into each well, followed by 15 μl dilution buffer. Finally, 10 μl of filtered culture broth was added to the wells.

충분한 혼합 후, MTP를 실온에서 10분 이상 동안 인큐베이션하였다. 공기 방울을 불어 없애고, 웰의 OD를 595 nm에서 판독하였다. 단백질 농도를 측정하기 위해, 배경 판독값 (즉, 비접종 웰로부터의 값)을 샘플 판독값에서 뺐다. 수득된 OD595 값은 샘플 중 단백질 함량의 상대적 측정을 제공한다.After sufficient mixing, MTP was incubated for at least 10 minutes at room temperature. The air bubbles were blown off and the OD of the wells was read at 595 nm. To determine protein concentration, background readings (ie, values from unvaccinated wells) were subtracted from the sample readings. The obtained OD 595 value provides a relative measure of the protein content in the sample.

B. 프로테아제 성능을 시험하기 위한 미세견본 검정법B. Microsample Assays for Testing Protease Performance

사용된 설비에는 Eppendorf 열혼합기 및 SpectraMAX (340 유형) MTP 판독기가 포함된다. MTP는 Costar사제였다 (9017 유형).Equipment used included an Eppendorf thermal mixer and a SpectraMAX (type 340) MTP reader. MTP was manufactured by Costar (type 9017).

세제 제조물 (TIDE

Figure 112009075181904-PCT00006
2X Ultra, Clean Breeze 액체 세탁 세제 (Procter & Gamble); 미국 세척 조건) Detergent preparation (TIDE
Figure 112009075181904-PCT00006
2X Ultra, Clean Breeze Liquid Laundry Detergent (Procter &Gamble); US wash conditions)

Milli-Q 물을 6 gpg 물 경도 (Ca/Mg=3/1)로 조정하고, 0.78 g/1 TIDE

Figure 112009075181904-PCT00007
2X Ultra Clean Breeze 세제를 첨가하였다. 세제를 이전에 95℃에서 1시간 동안 열처리하여 제형에 존재하는 임의의 효소를 불활성화시켰다. 세제 용액을 15분 동안 교반하였다. 그후, 5 mM HEPES (자유산)을 첨가하고 pH를 8.2로 조정하였다.Adjust Milli-Q water to 6 gpg water hardness (Ca / Mg = 3/1), 0.78 g / 1 TIDE
Figure 112009075181904-PCT00007
2X Ultra Clean Breeze detergent was added. The detergent was previously heat treated at 95 ° C. for 1 hour to inactivate any enzymes present in the formulation. The detergent solution was stirred for 15 minutes. Then 5 mM HEPES (free acid) was added and the pH adjusted to 8.2.

미세견본Microsample

CFT Vlaardingen으로부터 0.25 인치 환형 직경의 미세견본을 수득하였다. 견본을 절단하기 전에, 섬유 (EMPA 116)를 물로 세척하였다. 한 미세견본을 96-웰 마이크로타이터 플레이트의 각각의 웰에 넣었다. A microsample of 0.25 inch annular diameter was obtained from CFT Vlaardingen. Before cutting the specimen, the fibers (EMPA 116) were washed with water. One microsample was placed in each well of a 96-well microtiter plate.

시험 방법Test Methods

원하는 세제 용액을 상기 기재된 바와 같이 제조하였다. 열혼합기를 25℃에서 평형화한 후, 190 μl의 세제 용액을 MTP의 각각의 미세견본-함유 웰에 첨가하였다. 상기 혼합물에, 10 μl의 희석된 효소 용액을 첨가하여 최종 효소 농도가 1 μg/ml이 되도록 하였다 (BCA 검정법으로부터 측정됨). MTP를 테이프로 밀봉하고 인큐베이터에서 1400 rpm으로 회전시키면서 30분 동안 두었다. 적절한 조건 하 인큐베이션 후, 각각의 웰로부터의 100 μl의 용액을 새로운 MTP에 옮겼다. 웰 당 100 μl 용액을 함유하는 새 MTP를 MTP SpectraMax 판독기를 사용하여 405 nm에서 판독하였다. 공시험 (Blank) 대조군 뿐 아니라 미세견본 및 세제를 함유하나 효소는 함유하지 않는 대조군이 또한 포함되었다. Desired detergent solution was prepared as described above. After equilibrating the thermomixer at 25 ° C., 190 μl of detergent solution was added to each microsample-containing well of MTP. To the mixture, 10 μl of diluted enzyme solution was added to bring the final enzyme concentration to 1 μg / ml (measured from the BCA assay). The MTP was sealed with tape and left for 30 minutes while rotating at 1400 rpm in an incubator. After incubation under appropriate conditions, 100 μl of solution from each well was transferred to fresh MTP. Fresh MTPs containing 100 μl solution per well were read at 405 nm using an MTP SpectraMax reader. Blank controls as well as controls containing microsamples and detergents but no enzymes were also included.

BMI 성능의 계산Calculation of BMI Performance

수득한 흡광도 값을 공시험 값 (즉, 효소의 부재 하에 미세견본의 인큐베이션 후 수득된)에 대해 수정하였다. 생성된 흡광도는 시험된 효소의 가수분해적 활성의 측정을 제공하였다.The absorbance values obtained were corrected for blank test values (ie obtained after incubation of the microsample in the absence of enzyme). The resulting absorbance provided a measure of the hydrolytic activity of the enzyme tested.

C. TIDE

Figure 112009075181904-PCT00008
안정성 검정법 C. TIDE
Figure 112009075181904-PCT00008
Stability assay

야생형 및 변이체 프로테아제의 안정성을, 25% 열처리된 TIDE

Figure 112009075181904-PCT00009
2x Ultra Clean Breeze 액체 세탁 세제의 존재 하 인큐베이션 단계 후 측정하였다. 초기 및 잔류 활성을 하기 기재된 AGLA-검정법, 형광 96-웰 플레이트 판독기, 인큐베이터/진탕기 (iEMS; Thermoelectron) 및 인큐베이터/진탕기 (Innova; New Brunswick (4230 유형)를 사용하여 측정하였다. MTP는 Costar (9017 유형) 및 Greiner (흑색 플레이트, 655076 유형)사제였다.Stability of wild type and variant proteases, 25% heat treated TIDE
Figure 112009075181904-PCT00009
Measurements were made after the incubation step in the presence of 2 × Ultra Clean Breeze liquid laundry detergent. Initial and residual activities were measured using the AGLA-assay described below, fluorescent 96-well plate reader, incubator / shaker (iEMS; Thermoelectron) and incubator / shaker (Innova; New Brunswick (4230 type)). (9017 type) and Greiner (black plate, type 655076).

화학물 및 시약: Chemicals and Reagents:

상기 검정법 시스템에서, 사용된 화학물 및 시약 용액은 하기와 같다:In the assay system, the chemical and reagent solutions used are as follows:

TIDE

Figure 112009075181904-PCT00010
2x Ultra Clean BreezeTIDE
Figure 112009075181904-PCT00010
2x Ultra Clean Breeze

50 g의 50 mM HEPES (pH 8.2) 및 275 ml 물의 혼합물에 용해된 125 g TIDE

Figure 112009075181904-PCT00011
2x Ultra Clean Breeze (상기와 같이 95℃에서 열처리된); 상청액 25%로 희석한 후 TIDE
Figure 112009075181904-PCT00012
농도는 27.7% 였음 ("TIDE
Figure 112009075181904-PCT00013
"로서 나타냄).125 g TIDE dissolved in a mixture of 50 g 50 mM HEPES (pH 8.2) and 275 ml water
Figure 112009075181904-PCT00011
2x Ultra Clean Breeze (heat treated at 95 ° C. as above); TIDE after dilution with 25% of the supernatant
Figure 112009075181904-PCT00012
The concentration was 27.7% ("TIDE
Figure 112009075181904-PCT00013
Represented as ").

ㆍ MES 희석 완충액MES dilution buffer

; 52.6 mM MES/NaOH, 2.6 mM CaCl2, 0.005% TWEEN

Figure 112009075181904-PCT00014
-80, pH 6.5; 52.6 mM MES / NaOH, 2.6 mM CaCl 2 , 0.005% TWEEN
Figure 112009075181904-PCT00014
-80, pH 6.5

ㆍ AGLA 기질AGLA substrate

; BaChem, 카탈로그 번호 H-6675 또는 American Peptide Co., 카탈로그 번호 81-0-31; BaChem, catalog number H-6675 or American Peptide Co., catalog number 81-0-31

ㆍ AGLA 기질 용액AGLA substrate solution

; 16 ml N,N-디메틸포름아미드에 용해된 451 mg의 AGLA; 상기 용액을 304 ml의 MES-완충액 (52.6 mM MES/NaOH, 2.6 mM CaCl2, 0.005% TWEEN

Figure 112009075181904-PCT00015
-80, pH 6.5)에 교반하면서 부었음.; 451 mg of AGLA dissolved in 16 ml N, N-dimethylformamide; The solution was added to 304 ml of MES-buffer (52.6 mM MES / NaOH, 2.6 mM CaCl 2 , 0.005% TWEEN
Figure 112009075181904-PCT00015
-80, pH 6.5) poured with stirring.

시험 방법: Test Methods:

비억압된Non-suppressed 조건: Condition:

처음으로, 20 μl 여과된 배양 브로쓰를 180 μl MES 희석 완충액으로 희석하였다. 그 후, 20 μl의 상기 희석된 브로쓰를 180 μl MES 희석 완충액으로 희석 하였다. 그 후, 10 μl의 상기 희석물을 190 μl AGLA-기질 용액으로 예비가온된 플레이트에서 25℃에서 희석하였다. 존재하는 어떠한 공기 방울도 불어 없애고, AGLA 프로테아제 검정법 프로토콜에 따라 플레이트를 측정하였다.For the first time, 20 μl filtered culture broth was diluted with 180 μl MES dilution buffer. Thereafter, 20 μl of the diluted broth was diluted with 180 μl MES dilution buffer. 10 μl of the dilution was then diluted at 25 ° C. in a plate warmed with 190 μl AGLA-substrate solution. Any air bubbles present were blown off and the plates measured according to AGLA protease assay protocol.

억압된 조건:Suppressed conditions:

처음으로, 20 μl 여과된 배양 브로쓰를 180 μl TIDE

Figure 112009075181904-PCT00016
세제 용액으로 희석하고, iEMS 진탕기에서 5분 동안 예비혼합한 후, Innova 진탕기에서 추가적으로 인큐베이션하였다. For the first time, 20 μl filtered culture broth with 180 μl TIDE
Figure 112009075181904-PCT00016
Diluted with detergent solution, premixed for 5 minutes on iEMS shaker, then further incubated on Innova shaker.

플레이트를 200 rpm에서, 32℃에서, 총 60분 동안 인큐베이션하였다. 또한, 20 μl 여과된 배양 브로쓰를 180 μl TIDE

Figure 112009075181904-PCT00017
세제 용액으로 희석하고, iEMS 진탕기에서 5분 동안 예비혼합한 후, Innova 진탕기에서 추가적으로 인큐베이션하였다. 플레이트를 200 rpm에서 20℃에서 총 40분 동안 인큐베이션하였다. 그 후, 이들 용액 20 μl를 180 μl MES 희석 완충액으로 희석하고, 상기 희석물 10 μl를 25℃에서 예비가온된 플레이트에서 190 μl AGLA-기질 용액으로 희석하였다. 존재하는 어떠한 공기 방울도 불어 없애고, AGLA 프로테아제 검정법 프로토콜에 따라 플레이트를 측정하였다.Plates were incubated at 200 rpm at 32 ° C. for a total of 60 minutes. In addition, 180 μl TIDE on a 20 μl filtered culture broth
Figure 112009075181904-PCT00017
Diluted with detergent solution, premixed for 5 minutes on iEMS shaker, then further incubated on Innova shaker. The plate was incubated for 40 minutes at 20 ° C. at 200 rpm. 20 μl of these solutions were then diluted with 180 μl MES dilution buffer and 10 μl of the dilution was diluted with 190 μl AGLA-substrate solution in a pre-warmed plate at 25 ° C. Any air bubbles present were blown off and the plates measured according to AGLA protease assay protocol.

계산Calculation

350 nm의 여기 및 415 nm의 방출에서 형광 측정을 취하였다. 형광광도계 소프트웨어에서 각각의 웰에 대한 형광 증가의 반응 속도를 밀리-RFU/분의 선형 회귀선에 대해 계산하였다:Fluorescence measurements were taken at excitation at 350 nm and emission at 415 nm. The response rate of fluorescence increase for each well in the fluorometer software was calculated for a linear regression line of milli-RFU / min:

잔류 활성의 백분비: (억압된 조건의 기울기) * 100 Percentage of Residual Activity: (Slope of Suppressed Conditions) * 100

(비억압된 조건의 기울기)                     (Slope of unsuppressed conditions)

D. 2-D. 2- 아미노벤조일Aminobenzoyl -L--L- 알라닐글리실Alanylglysyl -L--L- 류실Ryusil -L--L- 알라니노Alanino -4--4- 니트로벤질아미드Nitrobenzylamide 프로테아제 검정법 ( Protease Assay ( AbzAbz -- AGLAAGLA -- NbaNba ))

하기 제공된 방법은 시간 및 장소에 독립적으로 재생가능한 프로테아제 검정 데이터를 수득케 하는 기술적 세부 사항 정도를 제공한다. 상기 검정법이 주어진 실험 조건에 적응될 수 있는 반면, 변형된 방법을 통해 수득된 임의 데이터는 원래 방법에 의해 생성된 결과와 양립되어야 한다.The methods provided below provide a degree of technical detail that allows for reproducible protease assay data independently at time and place. While the assay can be adapted to a given experimental condition, any data obtained through the modified method must be compatible with the results produced by the original method.

중성 메탈로프로테아제는 2-아미노벤조일-L-알라닐글리실-L-류실-L-알라니노-4-니트로벤질아미드 (Abz-AGLA-Nba)의 류신 및 글리신 사이의 펩티드 결합을 절단한다. 용액 중 자유 2-아미노벤조일-L-알라닐글리신 (Abz-AG)은 415 nm에서의 형광 최대 방출과 340 nm의 최대 여기를 갖는다. Abz-AG의 형광은 완전한 (intact) Abz-AGLA-Nba 분자에서 니트로벤질아미드에 의해 사라진다.Neutral metalloprotease cleaves peptide bonds between leucine and glycine of 2-aminobenzoyl-L-alanylglysil-L-leusil-L-alanino-4-nitrobenzylamide (Abz-AGLA-Nba). Free 2-aminobenzoyl-L-alanylglycine (Abz-AG) in solution has a fluorescence maximum emission at 415 nm and a maximum excitation of 340 nm. The fluorescence of Abz-AG is lost by nitrobenzylamide in the intact Abz-AGLA-Nba molecule.

이들 실험에서, Abz-AGLA-Nba의 프로테아제 절단에 의한 Abz-AG의 유리를 형광 분광술로 모니터링하였다 (여기 340 / 방출 415). Abz-AG의 출현 속도는 단백질 분해적 활성으로 측정하였다. 비-기질 제한된 초기 속도 조건 하에 검정법을 수행하였다.In these experiments, the release of Abz-AG by protease cleavage of Abz-AGLA-Nba was monitored by fluorescence spectroscopy (excitation 340 / emission 415). The rate of appearance of Abz-AG was determined by proteolytic activity. The assay was performed under non-substrate limited initial rate conditions.

온도 조절을 갖는 마이크로플레이트 혼합기 (예를 들어 Eppendorf 열혼합기)가 재생가능한 검정 결과를 위해 요구된다. 검정법 용액을 효소 첨가 전 마이크로플레이트 혼합기에서 원하는 온도 (예를 들어 25℃)로 인큐베이션하였다. 효소 용액을 혼합기에서 플레이트에 첨가하고, 격렬하게 혼합하고 플레이트 판독기 에 빠르게 옮겼다. Microplate mixers with temperature control (eg Eppendorf thermal mixers) are required for reproducible assay results. The assay solution was incubated at the desired temperature (eg 25 ° C.) in a microplate mixer prior to enzyme addition. Enzyme solution was added to the plate in the mixer, mixed vigorously and quickly transferred to the plate reader.

연속 데이터 기록, 및 온도 조절과 함께 선형 회귀 분석이 가능한 형광광도계가 요구된다 (예를 들어 SpectraMax M5, Gemini EM, Molecular Devices). 판독기를 원하는 온도 (예를 들어 25℃)에서 항상 유지시켰다. 판독기를 최고값-판독 형광 검출에 대해 설정하고, 절삭 필터의 사용 없이 여기를 350 nm로 설정하고 방출을 415 nm로 설정하였다. PMT를 중간 민감도, 및 웰 당 다섯 리딩으로 설정하였다. 최초의 판독 전 보정에 대해서만 자동보정을 켰다. 모니터링하도록 선택된 웰의 수에 따라 최소화된 판독 간격으로 3분 동안 검정을 측정하였다. 판독기를 밀리-RFU/분 (분 당 상대적 형광 단위의 1000분의 1)의 속도가 계산되도록 설정하였다. 속도를 계산하는데 사용된 판독 수 (Vmax 지점)를 판독 간격에 의해 측정된 바와 같이 2분과 동등한 수로 설정하였다 (예를 들어 10초 마다의 판독은 속도를 계산하기 위해 12 지점을 사용하였다). 최대 RFU를 50,000으로 설정하였다.There is a need for a fluorophotometer capable of linear regression analysis with continuous data recording, and temperature control (eg SpectraMax M5, Gemini EM, Molecular Devices). The reader was always kept at the desired temperature (eg 25 ° C.). The reader was set for peak-read fluorescence detection, excitation was set to 350 nm and emission was set to 415 nm without the use of a cutting filter. PMT was set to medium sensitivity, and five readings per well. Automatic calibration was only turned on for the first pre-read calibration. The assay was measured for 3 minutes at the reading interval minimized according to the number of wells selected to monitor. The reader was set up so that the rate of milli-RFU / min (one thousandth of relative fluorescence units per minute) was calculated. The number of readings (Vmax points) used to calculate the speed was set to a number equal to 2 minutes as measured by the reading interval (eg reading every 10 seconds used 12 points to calculate the speed). The maximum RFU was set to 50,000.

효소 및 기질 저장 용액의 모든 피펫팅을 양압 치환 피펫 (Rainin Microman)으로 수행하였다. 완충액, 검정법 및 효소 작용 용액을, 단일 또는 다중-채널 공기 치환 피펫 (Rainin LTS)에 의해 튜브, 시약 저장소 또는 저장 마이크로플레이트로부터 피펫팅하였다. 반복기 피펫 (Eppendorf)은 소수의 웰만이 사용되는 경우, 시약의 손실을 최소화하기 위해 검정 용액을 마이크로플레이트 웰에 옮기는데 유용하다. 자동화된 피펫팅 기기 예컨대 Beckman FX 또는 Cybio Cybi-well이 또한 전체 마이크로플레이트에 동시에 접종하기 위해 작용 저장 마이크로플레이 트로부터의 효소 용액을 검정 마이크로플레이트에 옮기는데 유용하다. All pipetting of enzyme and substrate stock solutions was performed with positive pressure displacement pipettes (Rainin Microman). Buffers, assays and enzyme working solutions were pipetted from tubes, reagent reservoirs or storage microplates by single or multi-channel air substitution pipettes (Rainin LTS). Repeater pipettes (Eppendorf) are useful for transferring assay solution to microplate wells to minimize loss of reagents when only a few wells are used. Automated pipetting instruments such as Beckman FX or Cybio Cybi-well are also useful for transferring enzyme solutions from functional storage microplates to assay microplates for simultaneous inoculation of the entire microplate.

시약 및 용액:Reagents and Solutions:

ㆍ 52.6 mM MES/NaOH, 2.6 mM CaCl2, pH 6.5 - MES 완충액52.6 mM MES / NaOH, 2.6 mM CaCl 2 , pH 6.5-MES buffer

; MES 산 (10.28 g) 및 292 mg 무수 CaCl2를 약 90O mL 정제수에 용해하였다. 용액을 NaOH를 사용하여 pH 6.5로 적정하였다 (25℃에서, 또는 온도 조정 pH 프로브로). pH-조정 완충액을 1 L 총 부피로 제조하였다. 최종 용액을 0.22 μm 멸균 필터를 통해 여과하고 실온에 두었다.; MES acid (10.28 g) and 292 mg anhydrous CaCl 2 were dissolved in about 90O mL purified water. The solution was titrated to pH 6.5 with NaOH (at 25 ° C. or with a temperature adjusted pH probe). pH-adjusted buffer was prepared in 1 L total volume. The final solution was filtered through a 0.22 μm sterile filter and left at room temperature.

ㆍ DMF 중 Abz-AGLA-Nba 48 mM ― Abz-AGLA-Nba 저장물Abz-AGLA-Nba 48 mM—Abz-AGLA-Nba stock in DMF

; 약 28 mg의 Abz-AGLA-Nba를 작은 튜브에 넣었다. DMF에 용해 (부피는 집합된 Abz-AGLA-Nba에 따라 가변적임)하고, 수 분 동안 볼텍싱하였다. 용액을 빛으로부터 보호하여 실온에서 보관하였다. ; About 28 mg of Abz-AGLA-Nba was placed in a small tube. Dissolved in DMF (volume varies depending on aggregated Abz-AGLA-Nba) and vortexed for several minutes. The solution was protected from light and stored at room temperature.

ㆍ 50 mM MES, 2.5 mM CaCl2, 5% DMF, 2.4 mM Abz-AGLA-Nba pH 6.5 - 검정 용액 50 mM MES, 2.5 mM CaCl 2 , 5% DMF, 2.4 mM Abz-AGLA-Nba pH 6.5-Assay Solution

; 1 mL Abz-AGLA-Nba 저장물을 19 mL MES 완충액에 첨가하고 볼텍싱하였다. 용액을 빛으로부터 보호하여 실온에서 보관하였다.; 1 mL Abz-AGLA-Nba stock was added to 19 mL MES buffer and vortexed. The solution was protected from light and stored at room temperature.

ㆍ 50 mM MES, 2.5 mM CaCl2, pH 6.5 - 효소 희석 완충액50 mM MES, 2.5 mM CaCl 2 , pH 6.5-enzyme dilution buffer

; 5 mL 정제수를 95 mL MES 완충액에 첨가하여 상기 완충액을 제조하였다.; 5 mL purified water was added to 95 mL MES buffer to prepare the buffer.

ㆍ 50 mM MES, 2.5 mM CaCl2, 5% DMF, pH 6.5 - 기질 희석 완충액50 mM MES, 2.5 mM CaCl 2 , 5% DMF, pH 6.5-substrate dilution buffer

; 5 mL 순수 DMF를 95 mL MES 완충액에 첨가하였다. 상기 완충액을 운동 매개변수를 측정하는데 사용하였다.; 5 mL pure DMF was added to 95 mL MES buffer. The buffer was used to measure motor parameters.

ㆍ 효소 용액Enzyme solution

; 효소 저장 용액을 효소 희석 완충액을 사용하여 약 1 ppm (1 μg/mL)의 농도로 희석하였다. MULTIFECT

Figure 112009075181904-PCT00018
중성 프로테아제 (야생형 NprE)를 6 ppm (6 μg/mL) 미만의 농도로 희석하였다. 연속 희석이 바람직하였다. 용액은 실온에서 1시간 동안 안정하였으나, 더 긴 저장 기간을 위해서, 용액을 얼음에서 유지시켰다.; The enzyme stock solution was diluted to a concentration of about 1 ppm (1 μg / mL) using enzyme dilution buffer. MULTIFECT
Figure 112009075181904-PCT00018
Neutral protease (wild type NprE) was diluted to a concentration of less than 6 ppm (6 μg / mL). Serial dilution is preferred. The solution was stable for 1 hour at room temperature, but for a longer storage period the solution was kept on ice.

절차step

먼저, 모든 완충액, 저장물 및 작용 용액을 제조하였다. 다르게 나타내지 않는 한, 각각의 효소 희석물을 삼중으로 검정하였다. 완전히 전체가 아닌 경우, 효소 작용 용액 저장 마이크로플레이트가 플레이트의 좌측에서부터 시작하여 전체 세로 컬럼에 배열되었다 (플레이트 판독기에 수용되도록). 상응하는 검정 플레이트를 유사하게 설정하였다. 마이크로플레이트 형광광도계를 이전에 기재한 바와 같이 설정하였다.First, all buffers, stocks and working solutions were prepared. Unless indicated otherwise, each enzyme dilution was assayed in triplicate. If not entirely, enzymatic solution storage microplates were arranged in the entire longitudinal column starting from the left side of the plate (to be accommodated in the plate reader). The corresponding assay plate was set similarly. The microplate fluorometer was set up as previously described.

먼저, 검정 용액의 200 μL 분주액을 96-웰 마이크로플레이트의 웰에 넣었다. 플레이트를, 빛으로부터 보호하여, 조절된 마이크로플레이트 혼합기에서 25℃에서 10분 동안 인큐베이션하였다. 저장 마이크로플레이트로부터의 10 uL의 작용 효소를 혼합기 중 검정 마이크로플레이트에 옮겨, 검정법을 개시하였다. 임의로는, 96-웰 피펫팅 헤드를 사용하거나, 또는 일부 실험에서는, 8-웰 다중- 채널 피펫을 사용하여 첫 번째로 가장 좌측 컬럼으로부터 옮겼다. 용액을 15초 동안 격렬하게 혼합하였다 (Eppendorf 열혼합기에서 900 rpm). 즉시, 검정 마이크로플레이트를 마이크로플레이트 형광광도계에 옮기고, 350 nm의 여기 및 415 nm에서의 방출에서 형광 측정 기록을 시작하였다. 형광광도계 소프트웨어에서 각각의 웰에 대한 형광 증가의 반응 속도를 밀리-RFU/분의 선형 회귀선에 대해 계산하였다. 일부 실험에서는, 첫 번째 플레이트를 판독하면서 두 번째 플레이트를 온도 평형을 위해 마이크로플레이트 혼합기에 두었다.First, 200 μL aliquots of the assay solution were placed in wells of a 96-well microplate. Plates were protected from light and incubated for 10 minutes at 25 ° C. in a controlled microplate mixer. 10 uL of the functional enzyme from the storage microplate was transferred to the assay microplate in a mixer to initiate the assay. Optionally, 96-well pipetting heads were used, or in some experiments, 8-well multi-channel pipettes were used to transfer from the leftmost column first. The solution was mixed vigorously for 15 seconds (900 rpm on an Eppendorf heat mixer). Immediately, the assay microplates were transferred to a microplate fluorometer and fluorescence measurement recording was started at excitation at 350 nm and emission at 415 nm. The response rate of fluorescence increase for each well in the fluorometer software was calculated for a linear regression line of milli-RFU / min. In some experiments, the second plate was placed in a microplate mixer for temperature equilibration while reading the first plate.

초기 속도율은 0.3 mM 생성물까지의 생성물 농도 (즉, 유리된 2-아미노벤조일 형광)에 관해 선형이었으며, 이는 약 22,000 RFU의 배경 형광을 갖는, 2.3 mM Abz-AGLA-Nba에서 출발하는 용액 중 약 50,000 RFU에 상응하였다. Abz-AGLA-Nba를 DMF에 용해하고, 제조된 날에 사용하였다. The initial rate was linear with product concentration up to 0.3 mM product (ie, free 2-aminobenzoyl fluorescence), which was approximately in solution starting at 2.3 mM Abz-AGLA-Nba, with a background fluorescence of about 22,000 RFU. Corresponding to 50,000 RFU. Abz-AGLA-Nba was dissolved in DMF and used on the day of preparation.

실시예Example 2  2

B. B. 서브틸리스에서의In subtilis NprENprE 프로테아제 생성 Protease Production

상기 실시예에서, B. 서브틸리스에서 NprE 프로테아제를 생성하기 위해 실행된 실험을 기재한다. 특히, 플라스미드 pUBnprE를 B. 서브틸리스 내로 형질전환시키는데 사용한 방법이 제공된다. 형질전환은 당업계에 공지된 바와 같이 수행되었다 (예를 들어 WO 02/14490 및 미국 특허 출원 일련 번호 제 11/581,102 호 참고). NprE 전구체 단백질을 인코딩하는 DNA 서열 (B.아밀로리쿠에파시엔스로부터의 nprE 리더, nprE 전구 및 nprE 성숙 DNA 서열)을 하기에 제공하였다. In the above examples, the experiments performed to generate NprE protease in B. subtilis are described. In particular, methods are provided for transforming plasmid pUBnprE into B. subtilis. Transformation was performed as known in the art (see, eg, WO 02/14490 and US Patent Application Serial No. 11 / 581,102). DNA sequences encoding the NprE precursor protein (nprE leader from B. amyloliquefaciens, nprE precursor and nprE mature DNA sequences) are provided below.

Figure 112009075181904-PCT00019
Figure 112009075181904-PCT00019

Figure 112009075181904-PCT00020
Figure 112009075181904-PCT00020

상기 서열에서, 굵은 부분은 성숙 NprE 프로테아제를 인코딩하는 DNA를 나타내고, 표준 폰트는 리더 서열 (nprE 리더)을 나타내고, 밑줄 친 부분은 전구 서열 (nprE 전구)을 나타낸다. 하기 제공한 아미노산 서열 (NprE 리더, NprE 전구 및 NprE 성숙 DNA 서열) (SEQ ID NO:2)은, 전체 길이 NprE 단백질에 상응한다. 상기 서열에서, 밑줄 친 부분은 전구 서열을 나타내고 굵은 부분은 성숙 NprE 프로테아제를 나타낸다. In this sequence, the bold portion represents DNA encoding the mature NprE protease, the standard font represents the leader sequence (nprE leader) and the underlined portion represents the precursor sequence (nprE precursor). The amino acid sequences provided below (NprE leader, NprE precursor and NprE mature DNA sequence) (SEQ ID NO: 2) correspond to the full length NprE protein. In this sequence, the underlined portion represents the precursor sequence and the bold portion represents the mature NprE protease.

Figure 112009075181904-PCT00021
Figure 112009075181904-PCT00021

Figure 112009075181904-PCT00022
Figure 112009075181904-PCT00022

성숙 NprE 서열을 SEQ ID NO:3으로서 설명한다. 상기 서열을 본원에 기재한 변이체 라이브러리를 제조하기 위한 토대로서 사용하였다.The mature NprE sequence is described as SEQ ID NO: 3. The sequence was used as the basis for preparing the variant libraries described herein.

Figure 112009075181904-PCT00023
Figure 112009075181904-PCT00023

하기의 두 특이적 프라이머를 사용하여 PCR에 의해 B. 아밀로리쿠에파시엔스의 염색체 DNA로부터 nprE 유전자를 증폭시켜, pUBnprE 발현 벡터를 구성하였다:The pUBnprE expression vector was constructed by amplifying the nprE gene from the chromosomal DNA of B. amyloliquefaciens by PCR using the following two specific primers:

올리고 AB 1740: CTGCAGGAATTCAGATCTTAACATTTTTCCCCTATCATTTTTCCCG (SEQ ID NO:4); 및Oligo AB 1740: CTGCAGGAATTCAGATCTTAACATTTTTCCCCTATCATTTTTCCCG (SEQ ID NO: 4); And

올리고 B 1741: GGATCCAAGCTTCCCGGGAAAAGACATATATGATCATGGTGAAGCC (SEQ ID NO:5).Oligo B 1741: GGATCCAAGCTTCCCGGGAAAAGACATATATGATCATGGTGAAGCC (SEQ ID NO: 5).

Phusion 고적합 DNA 중합효소 (Finnzymes)를 사용하여 써모사이클러 (thermocycler)에서 PCR을 수행하였다. PCR 혼합물은 10 μl 5x 완충액 (Finnzymes Phusion), 1 μl 1O mM dNTP, 1.5μl DMSO, 1 μl의 각각의 프라이머, 1 μl Finnzymes Phusion DNA 중합효소, 1 μl 염색체 DNA 용액 50 ng/μl, 34.5 μl MilliQ 수를 함유하였다. 하기의 PCR 프로토콜이 사용되었다: 1) 98℃에서 30초; 2) 98℃에서 10초; 3) 55℃에서 20초; 4) 72℃에서 1분; 5) 단계 2 내지 4의 25 사이클; 및 6) 72℃에서 5분.PCR was performed in a thermocycler using Phusion highly compatible DNA polymerase (Finnzymes). PCR mixtures were 10 μl 5x buffer (Finnzymes Phusion), 1 μl 10 mM dNTP, 1.5 μl DMSO, 1 μl of each primer, 1 μl Finnzymes Phusion DNA polymerase, 1 μl chromosomal DNA solution 50 ng / μl, 34.5 μl MilliQ Water. The following PCR protocol was used: 1) 30 seconds at 98 ° C .; 2) 10 seconds at 98 ° C .; 3) 20 seconds at 55 ° C .; 4) 1 minute at 72 ° C .; 5) 25 cycles of steps 2 to 4; And 6) 5 minutes at 72 ° C.

이는 1.9 kb DNA 절편을 야기하여, 이를 BglII 및 BclI DNA 제한 효소를 사용하여 소화시켰다. 멀티카피 바실러스 벡터 pUB110 (예를 들어 Gryczan, J Bacteriol, 134:318-329 [1978] 참고)를 BamHI으로 소화시켰다. PCR 절편 x BglII x BclI을 이후 pUB110 x BamHI 벡터에서 연결시켜 pUBnprE 발현 벡터를 형성시켰다.This resulted in a 1.9 kb DNA fragment, which was digested using BglII and BclI DNA restriction enzymes. The multicopy Bacillus vector pUB110 (see eg Gryczan, J Bacteriol, 134: 318-329 [1978]) was digested with BamHI. PCR fragment x BglII x BclI was then linked in the pUB110 x BamHI vector to form a pUBnprE expression vector.

pUBnprE를 B. 서브틸리스 (ΔaprE, ΔnprE, oppA, ΔspoIIE, degUHy32, ΔamyE::(xylR,pxylA-comK) 균주에 대해 형질전환시켰다. B. 서브틸리스 내로의 형질전환을 WO 02/14490에 기재된 바와 같이 수행하였다. pUBnprE 벡터를 갖는 B. 서브틸리스 형질전환물의 선택적 성장을 25 ml MBD 매질 (MOPS 기재 정의된 매질)과 함께, 20 mg/L 네오마이신을 함유하는 진탕 플라스크에서 수득하였다. NH4Cl2, FeSO4 및 CaCl2가 기저 매질에서 제외되고, 3 mM K2HPO4가 사용되고, 기저 매 질이 60 mM 우레아, 75 g/L 글루코오스 및 1% 소이톤으로 보충된 것을 제외하고는, MBD 매질을 본질적으로 당업계에 공지된 바와 같이 제조하였다 (Neidhardt 등, J Bacteriol, 119: 736-747 [1974] 참고). 또한, 미량 영양소를 1 L에, 400 mg FeSO4ㆍ7H2O, 100 mg MnSO4ㆍH2O, 100 mg ZnSO4ㆍ7H2O, 50 mg CuCl2ㆍ2H2O, 100 mg CoCl2ㆍ6H2O, 100 mg NaMoO4ㆍ2H2O, 100 mg Na2B4O7ㆍ10H2O, 10 ml의 1 M CaCl2, 및 10 ml의 0.5 M 나트륨 시트레이트를 함유하는 100 X 저장액으로서 제조하였다. 배양물을 인큐베이터/진탕기 (Infors)에서 37℃에서 3일 동안 인큐베이션하였다. 상기 배양물은 프로테아제 검정법에 의해 입증된 바와 같이 단백질 분해적 활성을 갖는 분비된 NprE 프로테아제의 생성을 야기하였다. NuPage Novex 10% 비스-트리스 겔 (Invitrogen, 카탈로그 번호 NP0301BOX)을 사용하여 겔 분석을 수행하였다. 분석을 위한 샘플을 제조하기 위해, 상청액의 2 부피를 1 부피 1 M HCl, 1 부피 4xLDS 샘플 완충액 (Invitrogen, 카탈로그 번호 NP0007), 및 1% PMSF (20 mg/ml)와 혼합하고, 이후 70℃에서 10분 동안 가열하였다. 그 후, 25 μL의 각각의 샘플을, 10 μL의 SeeBlue + 2 예비-염색된 단백질 표준 (Invitrogen, 카탈로그 번호 LC5925)와 함께 겔에 로딩하였다. 결과는 상기 실시예에 기재된 nprE 클로닝 전략이 B. 서브틸리스에서의 활성 NprE의 생성에 적합하다는 것을 명백하게 입증하였다.pUBnprE was transformed against B. subtilis (ΔaprE, ΔnprE, oppA, ΔspoIIE, degUHy32, ΔamyE: :( xylR, pxylA-comK) strains B. Transformation into subtilis was directed to WO 02/14490. Selective growth of B. subtilis transformants with pUBnprE vector was obtained in shake flasks containing 20 mg / L neomycin, with 25 ml MBD medium (medium as defined by MOPS). NH 4 Cl 2 , FeSO 4 and CaCl 2 are excluded from the base medium, 3 mM K 2 HPO 4 is used, and the base medium is supplemented with 60 mM urea, 75 g / L glucose and 1% soytone. MBD media were prepared essentially as known in the art (see Neidhardt et al., J Bacteriol, 119: 736-747 [1974].) In addition, micronutrients were added to 1 L, 400 mg FeSO 4 .7H 2. O, 100 mg MnSO 4 ㆍ H 2 O, 100 mg ZnSO 4 ㆍ 7H 2 O, 50 mg CuCl 2 ㆍ 2H 2 O, 100 mg CoCl 2 ㆍ 6H 2 O, 100 mg NaMoO 4 ㆍ 2 Prepared as a 100 X stock solution containing H 2 O, 100 mg Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, 10 ml of 1 M CaCl 2 , and 10 ml of 0.5 M sodium citrate The culture was incubator / Incubation was incubated for 3 days at 37 ° C. The culture resulted in production of secreted NprE protease with proteolytic activity as demonstrated by protease assay NuPage Novex 10% Bis-Tris. Gel analysis was performed using a gel (Invitrogen, Cat. No. NP0301BOX) To prepare a sample for analysis, two volumes of the supernatant were prepared using 1 volume 1 M HCl, 1 volume 4 × LDS sample buffer (Invitrogen, catalog # NP0007), And 1% PMSF (20 mg / ml) and then heated at 70 ° C. for 10 minutes. 25 μL of each sample was then loaded onto the gel with 10 μL of SeeBlue + 2 pre-stained protein standard (Invitrogen, Cat. No. LC5925). The results clearly demonstrate that the nprE cloning strategy described in the above examples is suitable for the generation of active NprE in B. subtilis.

실시예Example 3 3

위치 평가 라이브러리 (Location evaluation library ( SELSEL )의 생성) Generation

상기 실시예에서, nprE SEL의 구성에 사용된 방법이 기재된다. In this embodiment, the method used in the construction of the nprE SEL is described.

상기 기재한 nprE 발현 카세트를 함유하는 pUBnprE 벡터는 주형 DNA로서 역할하였다. 상기 벡터는 고유한 BglII 제한 위치를 함유하는데, 이는 위치 평가 라이브러리 구성에서 이용되었다. 간략하게는, nprE 위치 평가 라이브러리를 구성하기 위해, 돌연변이된 관심 코돈을 성숙 nprE DNA 서열에 도입하기 위한 두 돌연변이유발 PCR, 및 성숙 nprE 서열에서 원하는 돌연변이된 코돈을 포함하는 pUBnprE 발현 벡터를 구성하기 위한 두 돌연변이유발 PCR을 융합시키는데 사용된 세 번째 PCR을 포함하는, 세 PCR 반응이 수행되었다.The pUBnprE vector containing the nprE expression cassette described above served as template DNA. The vector contains a unique BglII restriction site, which was used in the location assessment library construct. Briefly, to construct an nprE position assessment library, two mutagenesis PCRs for introducing a mutated codon of interest into a mature nprE DNA sequence, and a construct for a pUBnprE expression vector comprising the desired mutated codons in the mature nprE sequence Three PCR reactions were performed, including a third PCR used to fuse two mutagenesis PCRs.

돌연변이유발 방법은 코돈-특이적 돌연변이 접근을 근거로 하였는데, 여기서 돌연변이될 코돈의 서열과 상응하며 특이적 nprE 성숙 코돈에서 뉴클레오티드의 랜덤한 혼입을 보증하는 특이적으로 설계된 삼중 DNA 서열 NNS (N = A, C, T 또는 G; 및 S = C 또는 G)를 함유하는 25 내지 45 뉴클레오티드 길이를 갖는 정방향 및 역방향 올리고뉴클레오티드 프라이머를 사용하여, 특이적 DNA 삼중자 (triplet)에서 동시에 모든 가능한 돌연변이의 생성을 수행하였다. 프라이머 명칭에 기입된 숫자는 특이적 nprE 성숙 코돈 위치에 상응한다. 평가된 위치에는 하기가 포함된다: 4, 12, 13, 14, 23, 24, 33, 45, 46, 47, 49, 50, 54, 58, 59, 60, 65, 66, 87, 90, 96, 97, 100, 186, 196, 211, 214, 228 및 280. 프라이머 서열의 예시적 목록은 미국 특허 출원 일련 번호 제 11/581,102 호에 기재된다.The mutagenesis method was based on a codon-specific mutation approach, where the specifically designed triple DNA sequence NNS (N = A), which corresponds to the sequence of codons to be mutated and ensures random incorporation of nucleotides in specific nprE mature codons The generation of all possible mutations simultaneously in specific DNA triplets using forward and reverse oligonucleotide primers having 25 to 45 nucleotides in length, containing C, T or G; and S = C or G). Was performed. The numbers listed in the primer names correspond to specific nprE mature codon positions. The positions evaluated included: 4, 12, 13, 14, 23, 24, 33, 45, 46, 47, 49, 50, 54, 58, 59, 60, 65, 66, 87, 90, 96 , 97, 100, 186, 196, 211, 214, 228 and 280. An exemplary list of primer sequences is described in US patent application Ser. No. 11 / 581,102.

위치 평가 라이브러리를 구성하는데 사용된 두 추가적인 프라이머는 BglII 제한 위치와 함께, BglII 제한 위치에 측면 위치하는 pUBnprE DNA 서열의 일부분을 함유하였다. 이들 프라이머는 Invitrogen사에 의해 제조되었다 (50 nmole 스케일, 제염됨): pUB-BglII-FW GTCAGTCAGATCTTCCTTCAGGTTATGACC (SEQ ID NO:6); 및 pUB-BglII-RV GTCTCGAAGATCTGATTGCTTAACTGCTTC (SEQ ID NO:7).Two additional primers used to construct the location assessment library contained a portion of the pUBnprE DNA sequence flanking the BglII restriction site, along with the BglII restriction site. These primers were prepared by Invitrogen (50 nmole scale, decontaminated): pUB-BglII-FW GTCAGTCAGATCTTCCTTCAGGTTATGACC (SEQ ID NO: 6); And pUB-BglII-RV GTCTCGAAGATCTGATTGCTTAACTGCTTC (SEQ ID NO: 7).

pUB-BglII-FW 프라이머 및 특이적 nprE 역방향 돌연변이유발 프라이머를 사용하는 두 1차 PCR 증폭으로, 각각의 SEL의 구성을 시작하였다. 2차 PCR에 대해, pUB-BglII-RV 프라이머 및 특이적 nprE 정방향 돌연변이유발 프라이머 (정방향 및 역방향 돌연변이유발 프라이머에 대해 동일한 nprE 성숙 코돈 위치)를 사용하였다.Two primary PCR amplifications using pUB-BglII-FW primers and specific nprE reverse mutagenesis primers initiated the construction of each SEL. For secondary PCR, pUB-BglII-RV primers and specific nprE forward mutagenesis primers (same nprE mature codon position for forward and reverse mutagenesis primers) were used.

Phusion 고적합 DNA 중합효소 (Finnzymes; 카탈로그 번호 F-530L)를 사용하여 성숙 nprE 서열에서의 돌연변이의 도입을 수행하였다. 중합효소와 함께 공급된 Finnzymes 프로토콜에 따라 모든 PCR을 수행하였다. 1차 PCR에 대한 PCR 조건은 하기와 같다:The introduction of mutations in mature nprE sequences was performed using Phusion high conformance DNA polymerase (Finnzymes; catalog number F-530L). All PCRs were performed according to the Finnzymes protocol supplied with the polymerase. PCR conditions for the first PCR are as follows:

1차 PCR 1: 1st PCR 1:

pUB-BglII-FW 프라이머 및 특이적 NPRE 역방향 돌연변이유발 프라이머 - 둘 모두 1 μL (10 μM); pUB-BglII-FW primers and specific NPRE reverse mutagenesis primers-both 1 μL (10 μM);

1차 PCR 2: 1st PCR 2:

pUB-BglII-RV 프라이머 및 특이적 NPRE 정방향 돌연변이유발 프라이머 - 둘 모두 1 μL (10 μM); pUB-BglII-RV primers and specific NPRE forward mutagenesis primers-both 1 μL (10 μM);

이와 함께,With this,

5 x Phusion HF 완충액 1O μL5 x Phusion HF Buffer 1 O μL

10 mM dNTP 혼합물 1 μL1 μL of 10 mM dNTP mixture

Phusion DNA 중합효소 0.75 μL (2 단위/μL)Phusion DNA Polymerase 0.75 μL (2 units / μL)

DMSO, 100% 1 μL DMSO, 100% 1 μL

pUBnprE 주형 DNA 1 μL (0.1 ~ 1 ng/μL)1 μL of pUBnprE template DNA (0.1 to 1 ng / μL)

증류된, 오토클레이브된 물 50 μL 이하.50 μL or less of distilled, autoclaved water.

PCR 프로그램은: 98℃에서 30초, 30x (98℃에서 10초, 55℃에서 20초, 72℃에서 1.5분) 및 72℃에서 5분으로, PTC-200 Peltier 써말 사이클러 (MJ Research)에서 수행되었다. PCR 실험은 약 2 내지 3 kB의 두 절편을 야기하였는데, 이는 관심 NprE 성숙 코돈 주변 약 30 뉴클레오티드 염기 중복을 갖는다. 이들 두 전술한 절편 및 정방향 및 역방향 BglII 프라이머를 사용하여 3차 PCR 반응에서 절편을 융합하였다. 융합 PCR 반응은 하기 용액에서 실행되었다: pUB-BglII-FW 프라이머 및 pUB-BglII-RV 프라이머 - 둘 모두 1 μL (10 μM), PCR programs were: 30 seconds at 98 ° C., 30 × (10 seconds at 98 ° C., 20 seconds at 55 ° C., 1.5 minutes at 72 ° C.) and 5 minutes at 72 ° C., at PTC-200 Peltier Thermal Cycler (MJ Research). Was performed. PCR experiments resulted in two fragments of about 2-3 kB, which had about 30 nucleotide base overlaps around the NprE mature codon of interest. These two aforementioned fragments and the forward and reverse BglII primers were used to fuse the fragments in the third PCR reaction. Fusion PCR reactions were run in the following solutions: pUB-BglII-FW primers and pUB-BglII-RV primers-both 1 μL (10 μM),

이와 함께,With this,

5 x Phusion HF 완충액 10 μL5 x Phusion HF Buffer 10 μL

10 mM dNTP 혼합물 1 μL1 μL of 10 mM dNTP mixture

Phusion DNA 중합효소 0.75 μL (2 단위/μL)Phusion DNA Polymerase 0.75 μL (2 units / μL)

DMSO, 100% 1 μL DMSO, 100% 1 μL

1차 PCR 1 반응 혼합물 1 μL 1 μL of the first PCR 1 reaction mixture

1차 PCR 2 반응 혼합물 1 μL 1 μL of the first PCR 2 reaction mixture

증류된, 오토클레이브된 물 50 μL 이하.50 μL or less of distilled, autoclaved water.

PCR 융합 프로그램은 하기와 같다: 98℃에서 30초, 30x (98℃에서 10초, 55℃에서 20초, 72℃에서 2분 40초) 및 72℃에서 5분으로, PTC-200 Peltier 써말 사이클러 (MJ Research)에서 수행.The PCR fusion program was as follows: 30 seconds at 98 ° C., 30 × (10 seconds at 98 ° C., 20 seconds at 55 ° C., 2 minutes 40 seconds at 72 ° C.) and 5 minutes at 72 ° C., between PTC-200 Peltier thermals. Done by MJ Research.

QIAQUICK

Figure 112009075181904-PCT00024
PCR 정제 키트 (Qiagen, 카탈로그 번호 28106)를 사용하여 증폭된 선형 6.5 Kb 절편을 정제하고, 하기와 같이 BglII 제한 효소로 소화시켜 융합 절편의 양쪽 면 상에 점착 말단을 생성시켰다: QIAQUICK
Figure 112009075181904-PCT00024
Amplified linear 6.5 Kb fragments were purified using a PCR purification kit (Qiagen, Cat. No. 28106) and digested with BglII restriction enzymes to produce sticky ends on both sides of the fusion fragment as follows:

- 35 μL 정제된 선형 DNA 절편35 μL purified linear DNA fragment

- 4 μL REACT

Figure 112009075181904-PCT00025
3 완충액 (Invitrogen)4 μL REACT
Figure 112009075181904-PCT00025
3 buffer (Invitrogen)

- 1 μL BglII, 10 단위/ml (Invitrogen)1 μL BglII, 10 units / ml (Invitrogen)

반응 조건: 1시간, 30℃.Reaction conditions: 1 hour, 30 ° C.

BglII 소화된, 및 QIAQUICK

Figure 112009075181904-PCT00026
PCR 정제 키트 (Qiagen, 카탈로그 번호 28106)를 사용하여 정제된 절편의, 하기와 같은 연결은 원하는 돌연변이를 함유하는 환형 및 다중 결합성 DNA를 야기한다:BglII Digested, and QIAQUICK
Figure 112009075181904-PCT00026
The following linkage of sections purified using PCR Purification Kit (Qiagen, Cat. No. 28106) results in circular and multiple binding DNAs containing the desired mutations:

- 30 μL의 정제된 BglII 소화된 DNA 절편30 μL of purified BglII digested DNA fragment

- 8 μL T4 DNA 리가아제 완충액 (Invitrogen 카탈로그 번호 46300-018)8 μL T4 DNA ligase buffer (Invitrogen Cat. No. 46300-018)

- 1 μL T4 DNA 리가아제, 1 단위/μL (Invitrogen 카탈로그 번호 15224-017)-1 μL T4 DNA ligase, 1 unit / μL (Invitrogen Cat. No. 15224-017)

반응 조건: 16~20시간, 16℃.Reaction conditions: 16-20 hours, 16 degreeC.

그 후에, 연결 혼합물을 B. 서브틸리스 (ΔaprE, ΔnprE, oppA, ΔspoIIE, degUHy32, ΔamyE::(xylR,pxylA-comK) 균주 내에 형질전환시켰다. B. 서브틸리스에 대한 형질전환을 WO 02/14490에 기재된 바와 같이 수행하였다. 각각의 라이브러리에 대해, 서열 분석 (BaseClear) 및 스크리닝 목적을 위해 96개 단일 콜로니를 고르고, 네오마이신 및 1.25 g/L 효모 추출물을 갖는 MOPS 배지에서 성장시켰다. 각각의 라이브러리에는 최대 19개의 nprE 위치-특이적 변이체가 포함되었다.The ligation mixture was then transformed into B. subtilis (ΔaprE, ΔnprE, oppA, ΔspoIIE, degUHy32, ΔamyE: :( xylR, pxylA-comK) strains. / 14490. As for each library, 96 single colonies were selected for sequencing (BaseClear) and screening purposes and grown in MOPS medium with neomycin and 1.25 g / L yeast extract, respectively. The library of contained up to 19 nprE position-specific variants.

96 웰 MTP에서의 B. 서브틸리스 SEL 형질전환물을 37℃에서 68시간 동안 20 mg/L 네오마이신 및 1.25 g/L 효모 추출물을 갖는 MBD 배지에서 성장시켜 변이체를 생성시켰다. B. subtilis SEL transformants in 96 well MTP were grown in MBD medium with 20 mg / L neomycin and 1.25 g / L yeast extract for 68 hours at 37 ° C. to generate variants.

실시예Example 4  4

QUIKCHANGE

Figure 112009075181904-PCT00027
돌연변이유발을 통한 변이체 프로테아제의 생성 QUIKCHANGE
Figure 112009075181904-PCT00027
Generation of variant proteases through mutagenesis

상기 실시예에서, 본원에 제공된 방법이 다른 관심 효소 (예를 들어 Asp)의 SEL의 생성에 적합함에도 불구하고, nprE SEL을 생성시키기 위한 대안적인 방법이 기재된다. 상기 실시예 3에서와 같이, nprE 발현 카세트를 함유하는 pUBnprE 벡터는, nprE SEL 및 NprE 변이체의 생성을 위한 주형 DNA 공급원으로서 역할하였다. 두 방법 사이의 주요 상이점은, 상기 방법이 상보성 위치-지정 돌연변이성 프라이머를 사용하여 전체 벡터를 증폭시키는 것을 필요로 한다는 것이다. In the above examples, although the methods provided herein are suitable for the production of SELs of other enzymes of interest (eg Asp), alternative methods for generating nprE SELs are described. As in Example 3 above, the pUBnprE vector containing the nprE expression cassette served as a template DNA source for the production of nprE SEL and NprE variants. The main difference between the two methods is that the method requires amplification of the whole vector using complementary position-directed mutagenic primers.

물질:matter:

pUBnprE 벡터를 함유하는 바실러스 균주Bacillus strains containing the pUBnprE vector

Qiagen 플라스미드 미디 키트 (Qiagen 카탈로그 번호 12143)Qiagen Plasmid Midi Kit (Qiagen Catalog No. 12143)

Ready-Lyse 리소자임 (Epicentre 카탈로그 번호 R 1802M) Ready-Lyse Resozyme (Epicentre Catalog No. R 1802M)

dam 메틸라아제 키트 (New England Biolabs 카탈로그 번호 M0222L) dam methylase kits (New England Biolabs Catalog No. M0222L)

Zymoclean Gel DNA 회수 키트 (Zymo Research 카탈로그 번호 D4001) Zymoclean Gel DNA Recovery Kit (Zymo Research Catalog No. D4001)

nprE 위치-지정 돌연변이성 프라이머, lOO nmole 스케일, 5' 인산화됨, PAGE 정제됨 (Integrated DNA Technologies)nprE position-directed mutagenic primers, 100 nmole scale, 5 'phosphorylated, PAGE purified (Integrated DNA Technologies)

QUIKCHANGE

Figure 112009075181904-PCT00028
다중 위치-지정 돌연변이유발 키트 (Stratagene 카탈로그 번호 200514) QUIKCHANGE
Figure 112009075181904-PCT00028
Multiple Position-Specific Mutagenesis Kit (Stratagene Catalog No. 200514)

MJ Research PTC-200 Peltier 써말 사이클러 (Bio-Rad Laboratories) MJ Research PTC-200 Peltier Thermal Cycler (Bio-Rad Laboratories)

1.2% 아가로스 E-gel (Invitrogen 카탈로그 번호 G5018-01) 1.2% Agarose E-gel (Invitrogen Catalog No. G5018-01)

TempliPhi 증폭 키트 (GE Healthcare 카탈로그 번호 25-6400-10) TempliPhi Amplification Kit (GE Healthcare Catalog No. 25-6400-10)

적격 (Competent) B. 서브틸리스 세포 (ΔaprE, ΔnprE, oppA, ΔspoIIE, degUHy32, ΔamyE::(xylR,pxylA-comK).Competent B. subtilis cells (ΔaprE, ΔnprE, oppA, ΔspoIIE, degUHy32, ΔamyE: :( xylR, pxylA-comK).

방법:Way:

한 돌연변이를 함유하는 pUBnprE 플라스미드를 수득하기 위해 (상기 실시예 4 및 미국 특허 출원 일련 번호 제 11/581,102 호에서 기재한 바와 같이 nprE SEL 스크리닝을 통해 확인됨), 각각의 관심 바실러스 균주의 단일 콜로니를 5 ml LB + 10 ppm 네오마이신 튜브 (예를 들어 종균 배양물 (starter culture))에 접종하는데 사용하였다. 배양물을 225 rpm에서 6시간 동안 진탕하면서 37℃에서 성장시켰다. 그 후, 100 ml의 새로운 LB + 10 ppm 네오마이신을 1 ml의 종균 배양물과 함께 접종하였다. 상기 배양물을 225 rpm에서 진탕하면서 37℃에서 하룻밤 동 안 성장시켰다. 이러한 인큐베이션 후, 세포 펠릿이 제공되도록 충분하게 원심분리하여 세포 펠릿을 채취하였다. 세포 펠릿을 10 ml 완충액 P1 (Qiagen 플라스미드 미디 키트)에서 재현탁하였다. 그 후, 1Oμl의 Ready-Lyse 리소자임을 재현탁된 세포 펠릿에 첨가하고 30분 동안 37℃에서 인큐베이션하였다. 세포 배양물의 증가된 부피를 차지하도록 10 ml의 완충액 P2 및 P3를 사용하여 Qiagen 플라스미드 미디 키트 프로토콜을 지속하였다. 단일한 nprE 돌연변이를 함유하는 각각의 pUBnprE 플라스미드를 바실러스로부터 단리한 후, 각각의 플라스미드의 농도를 측정하였다. 플라스미드를 이후 튜브 당 약 2 μg의 각 pUBnprE 플라스미드가 메틸화되도록 제조사의 지시 사항에 따라 dam 메틸라아제 키트 (New England Biolabs)를 사용하여 dam 메틸화시켰다. Zymoclean Gel DNA 회수 키트를 사용하여 dam-메틸화된 pUBnprE 플라스미드를 정제 및 농축하였다. dam-메틸화된 pUBnprE 플라스미드를 이후 정량하고 각각에 대해 50 ng/μl의 작용 농도로 희석하였다. 혼합된 위치-지정 돌연변이성 프라이머를 각각의 반응에 대해 별도로 제조하였다. 예를 들어, pUBnprE T14R 플라스미드를 주형 공급원으로서 사용하여, 혼합된 위치-지정 돌연변이성 프라이머 튜브는 10 μl의 nprE-S23R, 10 μl nprE-G24R, 10 μl nprE-N46K 및 10 μl nprE-T54R (모든 프라이머는 각각 10 μM에서임)을 함유하였다. 제조사의 지시 사항에 따라 (예를 들어 25 μl 총 반응 혼합물이 제공되도록, 1 μl dam 메틸화된 pUBnprE 플라스미드 (한 돌연변이 함유)(50 ng/μl), 2 μl nprE 위치-지정 돌연변이성 프라이머 (10 μM), 2.5 μl 10x QuikChange 다중 반응 완충액, 1 μl dNTP 혼합물, 1 μl QuikChange 다중 효 소 배합물 (2.5U/μl) 및 17.5 μl 증류된, 오토클레이브된 물) QuikChange 다중 위치-지정 돌연변이유발 키트 (Stratagene)를 사용하여 PCR 반응을 수행하였다. 하기의 조건을 사용하여 nprE 변이체 라이브러리를 증폭하였다: 95℃에서 1분 (첫 번째 사이클만), 이후 95℃에서 1분, 55℃에서 1분, 65℃에서 13.5분, 및 29회 사이클 반복. 반응 생성물을 4℃에서 하룻밤 동안 보관하였다. 그 후, 모체 pUB-nprE 플라스미드가 소화되도록, 제조사의 프로토콜을 사용하여 반응 혼합물을 DpnI 소화 처리 (QUIKCHANGE

Figure 112009075181904-PCT00029
다중 위치-지정 돌연변이유발 키트로 공급됨) (즉, 1.5 μl DpnI 제한 효소를 각각의 튜브에 첨가하고 3시간 동안 37℃에서 인큐베이션하였음)한 후; PCR 반응이 작용하였는지, 및 모체 주형이 분해되었는지 확실히 하기 위해 2 μl의 DpnI-소화된 PCR 반응물을 1.2% E-gel에서 분석하였다. 이후 nprE 다중 변이체의 라이브러리 크기를 증가시키기 위해, 제조사의 프로토콜을 사용하여 대량의 DNA가 생성되도록 TempliPhi 회전 원형 증폭을 사용하였다 (즉, ~11 μl 총 반응물에 대해, 1 μl DpnI 처리된 QuikChange 다중 위치-지정 돌연변이유발 PCR, 5 μl TempliPhi 샘플 완충액, 5 μl TempliPhi 반응 완충액 및 0.2 μl TempliPhi 효소 혼합물; 3시간 동안 3O℃에서 인큐베이션; 200 μl 증류된, 오토클레이브된 물을 첨가하여 TempliPhi 반응물을 희석하고, 짧게 볼텍싱). 그 후, 1.5 μl의 희석된 TempliPhi 물질을 적격 B. 서브틸리스 세포 내에 형질전환시키고, LA + 10 ppm 네오마이신 + 1.6 % 스킴 밀크 플레이트를 사용하여 nprE 다중 변이체를 선택하였다. 콜로니를 고른 후 서열화하여 상이한 nprE 변이체 라이브러리 조합을 확인하였다.To obtain a pUBnprE plasmid containing one mutation (identified by nprE SEL screening as described in Example 4 and US Patent Application Serial No. 11 / 581,102 above), a single colony of each Bacillus strain of interest was 5 ml LB + 10 ppm neomycin tubes (eg starter culture) were used to inoculate. Cultures were grown at 37 ° C. with shaking at 225 rpm for 6 hours. Thereafter, 100 ml of fresh LB + 10 ppm neomycin was inoculated with 1 ml of seed culture. The culture was grown overnight at 37 ° C. with shaking at 225 rpm. After this incubation, cell pellets were harvested by centrifugation sufficiently to provide cell pellets. Cell pellets were resuspended in 10 ml buffer P1 (Qiagen plasmid midi kit). 10 μl of Ready-Lyse lysozyme was then added to the resuspended cell pellet and incubated at 37 ° C. for 30 minutes. The Qiagen plasmid midi kit protocol was continued using 10 ml of buffers P2 and P3 to account for the increased volume of cell culture. After each pUBnprE plasmid containing a single nprE mutation was isolated from Bacillus, the concentration of each plasmid was measured. The plasmid was then dam methylated using the dam methylase kit (New England Biolabs) according to the manufacturer's instructions so that about 2 μg of each pUBnprE plasmid per tube was methylated. The dam-methylated pUBnprE plasmid was purified and concentrated using a Zymoclean Gel DNA recovery kit. The dam-methylated pUBnprE plasmids were then quantified and diluted to a working concentration of 50 ng / μl for each. Mixed site-directed mutagenic primers were prepared separately for each reaction. For example, using the pUBnprE T14R plasmid as a template source, the mixed position-directed mutagenic primer tubes were prepared with 10 μl of nprE-S23R, 10 μl nprE-G24R, 10 μl nprE-N46K and 10 μl nprE-T54R (all Primers each at 10 μΜ). 1 μl dam methylated pUBnprE plasmid (containing one mutation) (50 ng / μl), 2 μl nprE position-directed mutagenic primer (10 μM, according to manufacturer's instructions, for example to provide 25 μl total reaction mixture) ), 2.5 μl 10 × QuikChange Multiple Reaction Buffers, 1 μl dNTP mixture, 1 μl QuikChange Multiple Enzyme Formulation (2.5 U / μl) and 17.5 μl Distilled, Autoclaved Water) QuikChange Multiple Site-Specific Mutagenesis Kit (Stratagene) PCR reaction was performed. The nprE variant library was amplified using the following conditions: 1 minute at 95 ° C. (first cycle only), then 1 minute at 95 ° C., 1 minute at 55 ° C., 13.5 minutes at 65 ° C., and 29 cycles repeated. The reaction product was stored at 4 ° C. overnight. Subsequently, the reaction mixture was subjected to DpnI digestion (QUIKCHANGE) using the manufacturer's protocol so that the parent pUB-nprE plasmid was digested.
Figure 112009075181904-PCT00029
Supplied in a multiple site-directed mutagenesis kit) (ie 1.5 μl DpnI restriction enzyme was added to each tube and incubated at 37 ° C. for 3 hours); 2 μl of DpnI-digested PCR reactions were analyzed on 1.2% E-gel to ensure that the PCR reaction worked and the parental template was degraded. Then, to increase the library size of the nprE multiple variant, TempliPhi rotational circular amplification was used to generate large amounts of DNA using the manufacturer's protocol (i.e., 1 μl DpnI treated QuikChange multiple sites for ˜11 μl total reactants). Designate mutagenesis PCR, 5 μl TempliPhi sample buffer, 5 μl TempliPhi reaction buffer and 0.2 μl TempliPhi enzyme mixture; incubate at 3O ° C. for 3 hours; dilute the TempliPhi reaction by adding 200 μl distilled, autoclaved water, Short vortexing). Thereafter, 1.5 μl of diluted TempliPhi material was transformed into eligible B. subtilis cells and nprE multiple variants were selected using LA + 10 ppm neomycin + 1.6% scheme milk plates. Colonies were picked and sequenced to identify different nprE variant library combinations.

표 4-1은 프라이머 명칭, 및 이들 실험에 사용된 서열을 제공한다. Integrated DNA Technologies사에서 모든 프라이머를 합성하였다 (100 nmole 스케일, 5'-인산화되고, PAGE 정제됨). 추가적인 돌연변이유발 프라이머가 미국 특허 출원 일련 번호 제 11/581,102 호에 기재된다. 평가된 위치는 하기를 포함한다: 4, 12, 13, 23, 45, 49, 50, 54, 59, 60, 65, 82, 90, 110, 119, 128, 129, 130, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 151, 152, 155, 179, 190, 197, 198, 199, 204, 205, 214, 216, 217, 218, 219, 220, 221 ,222, 224, 243, 244, 260, 261, 263, 265, 269, 273, 282, 285, 286, 289, 293, 296, 297 및 299. Table 4-1 provides primer names and the sequences used in these experiments. All primers were synthesized by Integrated DNA Technologies (100 nmole scale, 5′-phosphorylated, PAGE purified). Additional mutagenesis primers are described in US patent application Ser. No. 11 / 581,102. The evaluated positions include: 4, 12, 13, 23, 45, 49, 50, 54, 59, 60, 65, 82, 90, 110, 119, 128, 129, 130, 135, 136, 137 , 138, 139, 140, 151, 152, 155, 179, 190, 197, 198, 199, 204, 205, 214, 216, 217, 218, 219, 220, 221, 222, 224, 243, 244, 260 , 261, 263, 265, 269, 273, 282, 285, 286, 289, 293, 296, 297 and 299.

Figure 112009075181904-PCT00030
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실시예Example 5  5

변이체Variant 프로테아제의 발현, 발효, 정제 및 분석 Expression, Fermentation, Purification and Analysis of Proteases

상기 실시예는 선행 실시예의 형질전환된 B. 서브틸리스의 프로테아제를 발현, 발효 및 정제하는데 사용되는 방법을 기재한다. This example describes the method used to express, ferment and purify the protease of the transformed B. subtilis of the previous example.

영양 배지에서 통상적인 회분식 발효로 재조합 바실러스 서브틸리스를 배양하였다. B. 아밀로리쿠에파시엔스 중성 메탈로프로테아제를 함유하는 B. 서브틸리스의 한 글리세롤 바이알을 200 mg/L 클로람페니콜을 함유하는 600 ml의 SBG 1% 배지에 접종하는데 사용하였다. 배앙물을 37℃에서 36~48시간 동안 성장시킨 후, 배양 유체를 당업계에 공지된 바와 같이 12,000 rpm에서 원심분리하여 회수하였다. 상기 방법을 이중으로 수행하였다. 48시간 배양 동안 수득된 최종 효소 농도는 약 1.4 내지 2 g/L의 범위였다. 37℃에서 36시간 인큐베이션 후, 발효 브로쓰를 회수하고 12,000 rpm에서 원심분리하였다 (SORVALL

Figure 112009075181904-PCT00031
원심분리기 모델 RC5B). 분비된 중성 메탈로프로테아제를 배양 유체로부터 단리하고, BES (폴리에테르설폰) 10 kDa 절삭을 갖는 Amicon filter system 8400을 사용하여 약 10배 농축하였다. Recombinant Bacillus subtilis were cultivated by conventional batch fermentation in nutrient medium. One glycerol vial of B. subtilis containing B. amyloliquefaciens neutral metalloprotease was used to inoculate 600 ml of SBG 1% medium containing 200 mg / L chloramphenicol. After growing embryos at 37 ° C. for 36-48 hours, the culture fluid was recovered by centrifugation at 12,000 rpm as is known in the art. The method was performed in duplicate. Final enzyme concentrations obtained during the 48 hour incubation ranged from about 1.4 to 2 g / L. After 36 hours incubation at 37 ° C., the fermentation broth was recovered and centrifuged at 12,000 rpm (SORVALL
Figure 112009075181904-PCT00031
Centrifuge model RC5B). Secreted neutral metalloproteases were isolated from the culture fluid and concentrated about 10-fold using an Amicon filter system 8400 with BES (polyethersulfone) 10 kDa cutting.

10 mM NaCl을 함유하는 pH 5.4인 25 mM MES 완충액에 대해, 4℃에서 하룻밤 동안, 농축된 상청액을 투석하였다. 이후 투석물을 하기 기재된 바와 같이 양이온-교환 컬럼 Poros HS20 (총 부피 ~ 83 mL; 결합 용량 ~ 4.5 g 단백질/mL 컬럼; waters)에 로딩하였다. 컬럼을 10 mM NaCl을 함유하는 pH 5.4인 25 mM MES 완충액으로 예비-평형화하였다. 그 후, 약 200~300 mL의 샘플을 컬럼에 로딩하였다. MES 완충액의 10-컬럼 부피에 걸쳐 5.4 내지 6.2의 pH 경사도를 사용하여, 결합된 단백질을 용리하였다. 단백질의 용리물은 pH 5.8 내지 6.0 이었고, 상기 기재한 바와 같이 단백질 분해적 활성 및 10 % (w/v) NUPAGE

Figure 112009075181904-PCT00032
SDS-PAGE (Novex)를 사용하여 평가하였다. 분획을 함유하는 중성 프로테아제를 이후 모 았다. pH를 5.8로 조정하기 전에 3:1 비율의 염화칼슘염 및 염화아연염을 첨가하였다. Perceptive Biosystems BIOCAD
Figure 112009075181904-PCT00033
Vision (GMI)을 단백질 정제에 사용하였다.Concentrated supernatant was dialyzed against 25 mM MES buffer, pH 5.4, containing 10 mM NaCl overnight at 4 ° C. The dialysate was then loaded into the cation-exchange column Poros HS20 (total volume ˜83 mL; binding volume ˜4.5 g protein / mL column; waters) as described below. The column was pre-equilibrated with 25 mM MES buffer at pH 5.4 containing 10 mM NaCl. Thereafter, about 200-300 mL of sample was loaded into the column. Bound proteins were eluted using a pH gradient of 5.4 to 6.2 over a 10-column volume of MES buffer. The eluate of the protein was pH 5.8 to 6.0, proteolytic activity and 10% (w / v) NUPAGE as described above
Figure 112009075181904-PCT00032
Evaluation was made using SDS-PAGE (Novex). Neutral proteases containing fractions were then collected. Calcium chloride and zinc chloride salts were added in a 3: 1 ratio before adjusting the pH to 5.8. Perceptive Biosystems BIOCAD
Figure 112009075181904-PCT00033
Vision (GMI) was used for protein purification.

10% (w/v) NUPAGE

Figure 112009075181904-PCT00034
SDS-PAGE를 사용하여 평가된 정제된 단백질은 95% 초과의 순도로 균질한 것으로 측정되었다. 전형적으로, 기질, N-숙시닐-L-Ala-L-Ala-L-Pro-L-Phe-p-니트로아닐리드 (Bachem)로의 표준 프로테아제 검정법을 사용하여 평가되는 경우, 정제된 제조물은 사소한 세린 프로테아제 활성을 나타내었다. 10 mM CaCl2 및 0.005% TWEEN
Figure 112009075181904-PCT00035
-80을 함유하는 pH 8.5의 100 mM 트리스-HCl 완충액을 사용하여 상기 검정법을 마이크로타이터 플레이트 (MTP) 포맷 (96 웰)에서 수행하였다. DMSO (디메틸설폭시드) 중 160 mM 저장액 (100 mg/ml)을 제조하고 상기 저장액을 CaCl2 및 0.005% TWEEN
Figure 112009075181904-PCT00036
-80을 함유하는 트리스-HCl 완충액으로 100배 희석하여, 기질 (p-AAPF NA)을 제조하였다. 그 후 10 μL의 희석된 프로테아제 용액 (10 mM CaCl2 및 0.005 % TWEEN
Figure 112009075181904-PCT00037
-80을 함유하는 pH 8.5의 100 mM 트리스-HCl 완충액을 사용하여 희석물을 제조하였음)을 190 μL 1 mg/ml p-AAPF NA 용액에 첨가하였다. 검정물을 5분 동안 혼합하고 410 nm에서 운동 변화를 2 내지 5분에 걸쳐 판독하였다. 반응의 기울기를 측정하고 세린 프로테아제 활성량의 표현으로서 사용하였다. 1 mM 염화아연, 4 mM 염화칼슘 및 40% 프로필렌 글리콜을 함유하는 25 mM MES 완충액을 사용하여 저장을 위해 단백질을 제형화하였다.10% (w / v) NUPAGE
Figure 112009075181904-PCT00034
Purified protein evaluated using SDS-PAGE was determined to be homogeneous with greater than 95% purity. Typically, when assessed using a standard protease assay with the substrate, N-succinyl-L-Ala-L-Ala-L-Pro-L-Phe-p-nitroanilide (Bachem), the purified preparations may be Protease activity was shown. 10 mM CaCl 2 and 0.005% TWEEN
Figure 112009075181904-PCT00035
The assay was performed in microtiter plate (MTP) format (96 wells) using 100 mM Tris-HCl buffer at pH 8.5 containing -80. Prepare 160 mM stocks (100 mg / ml) in DMSO (dimethylsulfoxide) and store the stocks with CaCl 2 and 0.005% TWEEN.
Figure 112009075181904-PCT00036
Substrates were diluted 100-fold with Tris-HCl buffer containing -80 to prepare substrates (p-AAPF NA). Then 10 μL of diluted protease solution (10 mM CaCl 2 and 0.005% TWEEN
Figure 112009075181904-PCT00037
Dilutions were made using 100 mM Tris-HCl buffer at pH 8.5 containing −80) was added to 190 μL 1 mg / ml p-AAPF NA solution. The assay was mixed for 5 minutes and the kinetic change at 410 nm was read over 2-5 minutes. The slope of the reaction was measured and used as a representation of the amount of serine protease activity. Proteins were formulated for storage using 25 mM MES buffer containing 1 mM zinc chloride, 4 mM calcium chloride and 40% propylene glycol.

실시예Example 6  6

프로테아제 활성 및 안정성에 대한 평형 Equilibrium for Protease Activity and Stability 돌연변이적Mutant 효과 effect

상기 실시예는 두 상반되는 효소 특성이 최적화되도록 조작된 다중-치환된 프로테아제 변이체를 기재한다. 하기 표 6-1은 전하 변화가 어떻게 계산되었는지를 나타낸다. This example describes multi-substituted protease variants engineered to optimize two opposing enzyme properties. Table 6-1 below shows how the charge change was calculated.

Figure 112009075181904-PCT00038
Figure 112009075181904-PCT00038

본 발명의 개발 동안 측정된 바와 같이, 안정성 중간값은 증가하는 양성 전하와 함께 감소하였다. 그러나, BMI 세정 성능은 증가하는 양성 전하와 함께 증가하였다. 시험 조건 하에서, 약 +1의 전하 변화로 최적 BMI 세정 성능을 획득하였다.As measured during the development of the present invention, the median stability decreased with increasing positive charge. However, BMI cleaning performance increased with increasing positive charge. Under test conditions, an optimum BMI cleaning performance was obtained with a charge change of about +1.

향상된 안정성 및 BMI 세정 성능은 NprE의 조작된 변이체에서 바람직하다. 그러나 이들 특성은, 외견상 상반되는 특성에 있다. 본 발명의 개발 동안 본 발명의 방법을 사용하여 측정된 바와 같이, 단일 돌연변이를 선택적으로 조합함으로써 BMI 세정 성능을 심각하게 손상시키지 않고 보다 안정한 변이체를 생성할 수 있다. 본원에 기재된 전략은 제 1 특성 (예를 들어 1차 특성으로서의 안정성)을 개선하면서 제 2 특성 (예를 들어 2차 특성으로서의 BMI 세정 성능)을 개선 또는 이를 희생시키지 않는 다중-치환된 NprE 변이체를 생성하는데 성공적으로 사용되었다. 특히, 하기의 기준이 관심 치환을 선택하는데 사용되었다. 다른 매개변수를 과도하게 희생시키지 않고 상승된 세제 안정성 또는 BMI 세정 성능을 제공하는 돌연변이가 선택되었다. 또한, 전하 돌연변이가 평형이 되어, 최종 변이체가 야생형 효소에 관해 +1 내지 +3이다. 또한, 아미노산 잔기는, 다중 돌연변이 사이에서 비-가산성이 최소화되도록, 3-D 구조에서 반응하지 않는 것으로 나타났다.Improved stability and BMI cleaning performance are desirable in engineered variants of NprE. However, these characteristics are in a seemingly opposite characteristic. As measured using the methods of the present invention during the development of the present invention, selective combination of single mutations can produce more stable variants without severely impairing BMI cleaning performance. The strategy described herein provides for multi-substituted NprE variants that improve the first property (eg, stability as the primary property) while not improving or sacrificing the second property (eg, BMI cleaning performance as the secondary property). It was used successfully to create. In particular, the following criteria were used to select substitutions of interest. Mutations were selected that provide elevated detergent stability or BMI cleaning performance without excessively sacrificing other parameters. In addition, the charge mutations are in equilibrium, with the final variant being +1 to +3 relative to the wild type enzyme. In addition, amino acid residues have not been shown to react in the 3-D structure such that non-additionality between multiple mutations is minimized.

본 발명의 개발 동안, 각각 10 내지 18개 치환을 함유하는 네 변이체를 구성하였다. 이들 변이체를 표 6-3에 나타내었다. 중요하게는, 이들 다중-치환된 변이체는 야생형 효소와 비교하여 증가된 세제 안정성 및 유사한 세정 성능을 갖는다. 이는 BMI 세정 성능에 크게 해를 입히지 않는 음성 및 중성 전하 안정성 돌연변이와 함께, 안정성에 과도하게 영향을 미치지 않는 평형 양성 전하 성능 돌연변이를 도입함으로써 달성되었다. 변이체 쌍의 추가적인 집합을 구성하였다. 각각의 쌍의 첫 번째는 BMI 세정 성능이 감소된 안정화 음성 전하 돌연변이를 가지고, 각각의 쌍의 두 번째는 BMI 세정 성능이 회복된 보상 양성 전하 돌연변이를 가지면서, 야생형 수준 초과의 안정성을 유지한다. 이들 변이체에 대한 세정 성능 및 안정성 값을 또한 표 6-4에 나타내었다. During the development of the present invention, four variants each containing 10 to 18 substitutions were constructed. These variants are shown in Table 6-3. Importantly, these multi-substituted variants have increased detergent stability and similar cleaning performance compared to wild type enzymes. This was accomplished by introducing an equilibrium positive charge performance mutation that does not excessively affect stability, with negative and neutral charge stability mutations that do not significantly harm BMI cleaning performance. Additional sets of variant pairs were constructed. The first of each pair has a stabilizing negative charge mutation with reduced BMI cleaning performance and the second of each pair has a compensating positive charge mutation with restored BMI cleaning performance while maintaining stability above wild-type levels. Cleaning performance and stability values for these variants are also shown in Table 6-4.

Figure 112009075181904-PCT00039
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Figure 112009075181904-PCT00040
Figure 112009075181904-PCT00040

실시예Example 7  7

아밀라아제Amylase 활성 및 발현에 대한 평형  Equilibrium for Activity and Expression 돌연변이적Mutant 효과 effect

상기 실시예는 두 상반되는 효소 특성이 다중 아미노산 치환의 도입으로 인해 동시에 최적화될 수 있음을 설명한다.This example illustrates that two opposing enzyme properties can be optimized simultaneously due to the introduction of multiple amino acid substitutions.

상기 실시예에서, 바실러스 스테아로써모필루스 알파 아밀라아제 (본원에서 또한 AmyS로서 나타냄), B. 서브틸리스에서의 이의 돌연변이체인 AmyS 절단된 형태 (29개 아미노산 결실을 갖는 S242Q, 본원에서 또한 S242Q로서 나타냄) 변이체가 생성되도록 수행된 실험이 기재된다. 당업계에 공지된 바와 같이 형질전환을 수행하였다 (예를 들어 WO 02/14490 참고). 간략하게는, 모체 아밀라아제를 인코딩하는 유전자가, LAT 프로모터 (PLAT), LAT 신호 펩티드를 인코딩하는 서열 (preLAT), 이후 클로닝을 위한 PstI 및 HpaI 제한 위치를 함유하는 pHPLT 발현 벡터 내에 클로닝되었다.In this example, Bacillus stearomophilus alpha amylase (also referred to herein as AmyS), AmyS truncated form thereof, which is a mutant in B. subtilis (S242Q with 29 amino acid deletions, also referred to herein as S242Q) Experiments performed to generate variants are described. Transformation was performed as known in the art (see eg WO 02/14490). Briefly, genes encoding maternal amylase were cloned into pHPLT expression vectors containing LAT promoter (PLAT), sequences encoding LAT signal peptide (preLAT), and then PstI and HpaI restriction sites for cloning.

B. B. 스테아로써모필루스Steareromophilus AmySAmyS -- S242QS242Q CCLCCL 의 생성Generation of

AmyS-S242Q 플라스미드 DNA를 형질전환된 B. 서브틸리스 균주 (유전자형: ΔaprE, ΔnprE, amyE::(xylRPxylAcomK-phleo)로부터 단리하고, CCL 구성을 위한 주형으로서 DNA2.0 Inc.에 보냈다. AmyS-S242Q (S242Q) 아밀라아제에서의 각각의 네 위치에서 위치적 라이브러리의 생성에 대해 DNA2.0 Inc. (Mountain View, CA)에 요청하였다. 변이체는 96-웰 플레이트에서 글리세롤 저장액으로서 공급되었다. 하기의 네 잔기를 확인하여 AmyS S242Q 조합적 전하 라이브러리를 설계하였다: Gln-97, Gln 319, Gln 358 및 Gln 443. 각각의 위치에서 세 가능성 (야생형, 아르기닌 또는 아스파르트산)의 모든 조합을 만들어 네 위치, 81-일원 CCL을 생성하였다. AmyS-S242Q plasmid DNA was isolated from transformed B. subtilis strains (genotypes: ΔaprE, ΔnprE, amyE: :( xylRPxylAcomK-phleo) and sent to DNA2.0 Inc. as a template for CCL construction. DNA242 Inc. (Mountain View, CA) was asked for the generation of a positional library at each of four positions in S242Q (S242Q) amylase.Variants were supplied as glycerol stocks in 96-well plates. AmyS S242Q combinatorial charge library was designed by identifying four residues: Gln-97, Gln 319, Gln 358 and Gln 443. All combinations of three possibilities (wild-type, arginine or aspartic acid) at each position were made to four positions, 81-membered CCL was generated.

이탤릭체로 나타낸 치환된 아미노산을 갖는 성숙 절단된 S242Q 아밀라아제의 아미노산 서열을 본원에 기재된 변이체 라이브러리를 만들기 위한 토대로서 사용하였다: The amino acid sequence of mature cleaved S242Q amylase with substituted amino acids represented in italics was used as the basis for making the variant libraries described herein:

Figure 112009075181904-PCT00041
Figure 112009075181904-PCT00041

아밀라아제Amylase 발현 - 2  Expression-2 mlml 스케일 scale

AmyS, S242Q 또는 AmyTS23t 발현 벡터를 함유하는 B. 서브틸리스 클론을, 글리세롤 저장액으로부터 150 μl의 LB 배지 + 10 μg/ml 네오마이신을 함유하는 96-웰 배양 플레이트 (BD, 353075)에서, 강철 96-웰 복제기로 복제하여, 가습 밀폐공간에서 37℃, 220 rpm에서 하룻밤 동안 성장시켰다. 하룻밤 동안 배양한 배양물로부터의 100 μl 분주액을 5 ml 플라스틱 배양 튜브 중 2000 μl 정의된 배지 + 1Oμg/ml 네오마이신에 접종하는데 사용하였다. 배양 배지는 주요 질소 공급원으로서 우레아를, 주요 탄소 공급원으로서 글루코오스를 갖고, 강건한 세포 성장을 위해 1% 소이톤 및 5 mM 칼슘이 보충된, MOPS 완충액 기재의 풍부한 반-정의된 배 지였다. 배양 튜브를 37℃, 250 rpm에서, 72시간 동안 인큐베이션하였다. 상기 인큐베이션 후, 배양 브로쓰를 3000 x g에서 10분 동안 원심분리하였다. 상청액 용액을 15 ml 폴리프로필렌 원추 튜브에 옮겨 따르고, 단백질 정량을 위해 각각의 샘플 80 μL를 96 웰 플레이트에 분주하였다.B. subtilis clones containing AmyS, S242Q or AmyTS23t expression vectors were prepared in 96-well culture plates (BD, 353075) containing 150 μl of LB medium + 10 μg / ml neomycin from glycerol stock. Duplicated in a 96-well replicator and grown overnight at 37 ° C., 220 rpm in a humidified confined space. 100 μl aliquots from overnight cultures were used to inoculate 2000 μl defined medium + 10 μg / ml neomycin in 5 ml plastic culture tubes. The culture medium was a rich semi-defined medium based on MOPS buffer, with urea as the main nitrogen source, glucose as the main carbon source, and supplemented with 1% soyton and 5 mM calcium for robust cell growth. Culture tubes were incubated at 37 ° C., 250 rpm for 72 hours. After the incubation, the culture broth was centrifuged at 3000 x g for 10 minutes. The supernatant solution was transferred to a 15 ml polypropylene conical tube and 80 μL of each sample was dispensed into 96 well plates for protein quantification.

항체 적정에 의한 By antibody titration 아밀라아제Amylase 농도 측정 Concentration measurement

본원에서 기재된 바와 같이, 억제 다클론 항체로의 적정에 의해 알파-아밀라아제 농도 및 특이적 활성을 측정하였다. 바실러스 스테아로써모필루스 알파-아밀라아제 (AmyS)에 대해 고양된 다클론 항체는 Bacillus 종 TS23으로부터의 알파-아밀라아제 및 AmyS를 강력하게 억제하는 것으로 발견되었다 (예를 들어 결합은 활성 손실의 선형 적정이 생성되기에 충분하게 단단함). 그러므로, 상기 항체는 항체 농도를 측정하는데 사용될 수 있으며, 다음에는 특정 활성을 계산하는데 사용된다. 간략하게는, 항체의 여러 공지된 농도에 의해 생성된 효소 억제량이 측정된다. 상기 정보로부터, 완전한 억제에 필요한 항체의 농도가 추정되는데, 이는 샘플에서의 효소 농도와 동등하다. 형광생성 BODIPY-전분 검정법을 사용하여 알파-아밀라아제 활성 및 억제를 측정하였다. 완충액은 0.005% Tween-80을 함유하는, pH 7.0의 50 mM MOPS였다.As described herein, alpha-amylase concentration and specific activity were measured by titration with inhibitory polyclonal antibodies. Polyclonal antibodies elevated against Bacillus stearomophilus alpha-amylase (AmyS) have been found to potently inhibit alpha-amylase and AmyS from Bacillus species TS23 (eg binding results in a linear titration of activity loss). Hard enough to be). Therefore, the antibody can be used to measure antibody concentration, which is then used to calculate specific activity. Briefly, the amount of enzyme inhibition produced by various known concentrations of antibodies is measured. From this information, the concentration of antibody required for complete inhibition is estimated, which is equivalent to the enzyme concentration in the sample. Alpha-amylase activity and inhibition were measured using a fluorescence BODIPY-starch assay. The buffer was 50 mM MOPS, pH 7.0, containing 0.005% Tween-80.

정제된 AmyS에 대해 유도된 다클론 항체를 토끼에서 고양시키고 표준 방법으로 정제하였다. 공지된 특이적 활성의 AmyS의 샘플의 억제를 측정하여, 항체 저장 용액의 실험에 근거한 "명백한 농도" 값을 결정하였다. 그 후 AmyS 및 TS23t 변이체의 특이적 활성 및 농도를 측정하는데 항체 샘플을 사용하였다. 모든 변이체가 통상의 농도로 희석된 정상화된 96-웰 효소 저장 플레이트를 생성하는데 이들 값을 사용하였다. Polyclonal antibodies directed against purified AmyS were elevated in rabbits and purified by standard methods. Inhibition of a sample of known specific activity of AmyS was measured to determine the "obvious concentration" value based on the experiment of the antibody stock solution. The antibody samples were then used to measure the specific activity and concentration of AmyS and TS23t variants. These values were used to generate normalized 96-well enzyme storage plates in which all variants were diluted to normal concentrations.

아밀라아제Amylase 활성 측정을 위한  For measuring activity BodipyBodipy -전분 검정법Starch assay

EnzChek

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울트라 아밀라아제 검정 키트 (E33651, Invitrogen)를 사용하여 Bodipy-전분 검정법을 수행하였다. pH 4.0에서 100 μL의 5O mM 나트륨 아세테이트 완충액 중 동결건조된 기질을 함유하는 바이알의 내용물을 용해하여 DQ 전분 기질의 1 mg/mL 저장 용액을 제조하였다. 바이알을 약 20초 동안 볼텍싱하고, 암 환경 하에서, 용해될 때까지 비정기적으로 혼합하면서 실온에 두었다. 900 μL의 검정 완충액 (50 mM 나트륨 아세테이트와 2.6 mM CaCl2 pH 5.8)을 첨가하고, 바이알을 약 20초 동안 볼텍싱하였다. 기질 용액을 사용 준비가 될 때까지 암 환경 하에 실온에서, 또는 4℃에서 보관하였다. 검정을 위해, 검정 완충액 중 1 mg/mL 기질 용액으로부터 DQ 기질의 작용 용액 100 μg/mL를 제조하였다. 190 μL의 100 μg/mL 기질 용액을 96-웰 평평한 바닥 마이크로타이터 플레이트에서의 각각의 웰에 첨가하였다. 10 μL의 효소 샘플을 웰에 첨가하고, 열혼합기를 사용하여 800 rpm에서 30초 동안 혼합하였다. 완충액 및 기질만을 함유하는 공시험 샘플 (효소 공시험 샘플 아님)을 검정법에 포함시켰다. 형광 마이크로타이터 플레이트 판독기에서 25℃에서 5분 동안 형광 세기의 변화 속도를 측정하였다 (여기: 485 nm, 방출: 520 nm).EnzChek
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Bodipy-starch assays were performed using the Ultra Amylase Assay Kit (E33651, Invitrogen). A 1 mg / mL stock solution of DQ starch substrate was prepared by dissolving the contents of the vial containing the lyophilized substrate in 100 μL of 50 mM sodium acetate buffer at pH 4.0. The vial was vortexed for about 20 seconds and, under dark environment, left at room temperature with occasional mixing until dissolved. 900 μL of assay buffer (50 mM sodium acetate and 2.6 mM CaCl 2 pH 5.8) was added and the vials were vortexed for about 20 seconds. The substrate solution was stored at room temperature or at 4 ° C. under dark environment until ready for use. For the assay, 100 μg / mL of the working solution of DQ substrate was prepared from 1 mg / mL substrate solution in assay buffer. 190 μL of 100 μg / mL substrate solution was added to each well in a 96-well flat bottom microtiter plate. 10 μL of enzyme sample was added to the wells and mixed for 30 seconds at 800 rpm using a heat mixer. Blank test samples (not enzyme blank samples) containing only buffer and substrate were included in the assay. The rate of change in fluorescence intensity was measured for 5 minutes at 25 ° C. in a fluorescence microtiter plate reader (excitation: 485 nm, emission: 520 nm).

알파-Alpha- 아밀라아제Amylase 결합 Combination

CS-28 쌀 전분 미세견본과 함께, 또는 이것 없이 표준 세정 조건 하에서 30분 동안 아밀라아제 변이체를 인큐베이션하였다. BODIPY-전분 검정법으로 자유 효소의 양을 측정하였다. 미세견본에 결합한 효소의 분획을 하기와 같이 계산하였다: 결합한 분획 = (견본의 부재 하 효소의 활성 - 견본의 존재 하 효소의 활성)/(견본의 부재 하 효소의 활성)Amylase variants were incubated for 30 minutes under standard washing conditions with or without CS-28 rice starch microsample. The amount of free enzyme was measured by the BODIPY-starch assay. The fraction of enzyme bound to the microsample was calculated as follows: bound fraction = (activity of the enzyme in the absence of the sample-activity of the enzyme in the presence of the sample) / (activity of the enzyme in the absence of the sample)

결과result

본 발명의 개발 동안 측정된 바와 같이, AmyS-242Q의 발현 중간값은 증가하는 양성 전하와 함께 감소되었다. 그러나, 특이적 BODIPY 전분 가수분해는 증가하는 양성 전하와 함께 증가되었다. 향상된 재조합 아밀라아제 발현 및 전분 가수분해는 예를 들어 연료 에탄올 산업에서의 전분 액화 또는 세제 적용에서의 세정에 적합한 AmyS-242Q의 조작된 변이체에서 바람직하다. 그러나 이들 특성은 명백하게 상반되는 특성이다. 본 발명의 개발 동안 본 발명의 방법을 사용하여 측정된 바와 같이, 단일 돌연변이를 선택적으로 조합함으로써 전분 가수분해를 심각하게 손상시키지 않고 보다 고도로 발현된 아밀라아제 변이체를 생성할 수 있다. 본원에 기재된 전략은 제 1 특성 (예를 들어 1차 특성으로서의 발현)을 개선하면서 제 2 특성 (예를 들어 2차 특성으로서의 전분 가수분해)을 개선 또는 이를 희생시키지 않는 다중-치환된 AmyS-242Q 변이체를 생성 및 선택하는데 성공적으로 사용되었다.As measured during the development of the present invention, the median expression of AmyS-242Q decreased with increasing positive charge. However, specific BODIPY starch hydrolysis increased with increasing positive charge. Improved recombinant amylase expression and starch hydrolysis are preferred in engineered variants of AmyS-242Q that are suitable for, for example, starch liquefaction or detergent cleaning in the fuel ethanol industry. However, these characteristics are clearly opposite characteristics. As measured using the methods of the invention during the development of the present invention, selective combination of single mutations can produce more highly expressed amylase variants without severely impairing starch hydrolysis. The strategy described herein is a multi-substituted AmyS-242Q that does not improve or sacrifice a second property (eg starch hydrolysis as a secondary property) while improving the first property (eg expression as a primary property). It has been successfully used to generate and select variants.

또한, AmyS-242Q 변이체의 발현 중간값에 반대로, 쌀 전분 미세견본 세정은 증가하는 양성 전하와 함께 증가하였다. 향상된 재조합 아밀라아제 발현 및 세 정 성능은 AmyS-242Q의 조작된 변이체에서 바람직하다. 그러나 이들 특성은 또한 명백하게 상반되는 특성이다. 본 발명의 개발 동안 본 발명의 방법을 사용하여 측정된 바와 같이, 단일 돌연변이를 선택적으로 조합함으로써 세정 성능을 심각하게 손상시키지 않고 보다 고도로 발현된 아밀라아제 변이체를 생성할 수 있다. 본원에 기재된 전략은 제 1 특성 (예를 들어 1차 특성으로서의 발현)을 개선하면서 제 2 특성 (예를 들어 2차 특성으로서의 쌀 전분 미세견본 세정)을 개선 또는 이를 희생시키지 않는 다중-치환된 AmyS-242Q 변이체를 생성 및 선택하는데 성공적으로 사용되었다.In addition, contrary to the median expression of AmyS-242Q variant, rice starch microsample washing increased with increasing positive charge. Improved recombinant amylase expression and cleaning performance are desirable in engineered variants of AmyS-242Q. However, these properties are also clearly opposite properties. As determined using the methods of the present invention during the development of the present invention, selective combination of single mutations can produce more highly expressed amylase variants without severely impairing wash performance. The strategy described herein provides a multi-substituted AmyS that does not improve or sacrifice the second property (eg, rice starch microsample cleaning as the second property) while improving the first property (eg, expression as a primary property). It has been successfully used to generate and select -242Q variants.

특히, 하전된 잔기의 하나 내지 네 치환의 조합을 갖는 변이체를 포함하는 80 일원 AmyS-S242Q 전하 조합적 라이브러리 (CCL)를, 진탕 튜브 발현, BODIPY-전분 가수분해 및 쌀 전분 세정 활성에 대해 시험하였다. AmyS-S242Q 성공물을 표 7-1 및 7-2에 나타내었다. 중요하게는, 표 7-1의 다중-치환된 변이체는 모체 효소와 비교하여 동등 또는 개선된 발현, 및 동등 또는 개선된 BODIPY-전분 가수분해를 갖는다. 유사하게는, 표 7-2의 다중-치환된 변이체는 모체 효소와 비교하여 동등 또는 개선된 발현, 및 동등 또는 개선된 쌀 전분 세정 활성을 갖는다. In particular, 80-membered AmyS-S242Q Charge Combination Library (CCL) comprising variants having a combination of one to four substitutions of charged residues was tested for shaking tube expression, BODIPY-starch hydrolysis and rice starch cleaning activity. . AmyS-S242Q successes are shown in Tables 7-1 and 7-2. Importantly, the multi-substituted variants of Table 7-1 have equivalent or improved expression and equivalent or improved BODIPY-starch hydrolysis compared to the parent enzyme. Similarly, the multi-substituted variants of Table 7-2 have equivalent or improved expression and equivalent or improved rice starch washing activity compared to the parent enzyme.

Figure 112009075181904-PCT00043
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요컨대, 효소 활성 및 효소 생성이 상이한 전하 의존도를 갖기 때문에 (도 2A, 2B, 3A 및 3B 참고), 이들은 역상관 관계가 있다 (도 1A 및 1B 참고). 그러나, 발현 및 활성 모두가 개선된 많은 변이체가 있고, 이러한 방법으로 라이브러리를 분석하여 이들을 확인한다.In short, because enzyme activity and enzyme production have different charge dependencies (see FIGS. 2A, 2B, 3A and 3B), they are inversely correlated (see FIGS. 1A and 1B). However, there are many variants with both improved expression and activity, and libraries are identified in this way to identify them.

아밀라아제로 입증되었으나, 상기 방법은 프로테아제, 리파아제, 셀룰라아제, 트랜스퍼라아제 및 펙티나아제와 같은 다른 효소 클래스에도 적용된다. 또한, 둘 이상의 특성의 임의 조합이 동시에 분석될 수 있다 (예컨대 발현, 활성, 결합, 열 안정성, 세제 및/또는 킬란트 (chelant) 안정성).Although proven to be amylase, the method also applies to other classes of enzymes such as proteases, lipases, cellulases, transferases and pectinase. In addition, any combination of two or more properties can be analyzed simultaneously (eg expression, activity, binding, thermal stability, detergent and / or chelant stability).

본 명세서에 언급된 모든 특허 및 발행물은 본 발명이 속하는 당업자의 수준의 것이다. 당업자는 본 발명이 언급된 목적을 실행하고, 언급된 목표 및 장점, 뿐 아니라 발명 고유의 것을 수득하기 위해 잘 조정된다는 것을 쉽게 인지한다. 본원에 기재된 조성물 및 방법은 바람직한 구현예를 대표하는 것이고, 예시적이고, 본 발명의 범주에 대한 제한으로 의도되는 것은 아니다. 본 발명의 범주 및 취지를 벗어나지 않고 다양한 치환 및 변형이 본원에 개시된 본 발명에 대해 만들어질 수 있다는 것이 당업자에게 이의없이 명백하다.All patents and publications mentioned herein are at the level of those skilled in the art to which this invention belongs. Those skilled in the art readily recognize that the present invention is well adapted to carry out the stated objects and obtain the stated objects and advantages, as well as those inherent in the invention. The compositions and methods described herein are representative of preferred embodiments, are exemplary, and are not intended as limitations on the scope of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that various permutations and modifications can be made to the invention disclosed herein without departing from the scope and spirit of the invention.

본원에 설명으로 기재된 본 발명은 본원에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 요소(들), 제한(들) 없어도 적합하게 실시될 수 있다. 사용된 용어 및 표현은 제한이 아닌 설명을 위해 사용되며, 나타내고 기재된 특징 또는 그의 일부의 임의의 동등물을 제외하여 이러한 용어 및 표현을 사용하는 것으로는 의도되지 않으나, 청구된 본 발명의 범주 내에서 다양한 변형이 가능한 것으로 인지된다. 따라 서, 본 발명이 바람직한 구현예 및 임의의 특징에 의해 구체적으로 개시되어 있지만, 본원에 기재된 개념의 변형 및 변화가 당업자에 의해 재분류될 수 있고, 이러한 변형 및 변화는 본원에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범주 내에 있는 것으로 고려되는 것으로 이해되어야만 한다.The invention described in the description herein may suitably be practiced without any element (s), limitation (s) not specifically disclosed herein. The terms and expressions used are for the purpose of description and not of limitation, and are not intended to use these terms and expressions, except for any equivalents of the features shown or described, but are not intended to be within the scope of the claimed invention. It is appreciated that various modifications are possible. Thus, while the invention has been specifically disclosed by its preferred embodiments and any features, variations and changes in the concepts described herein may be reclassified by those skilled in the art, and such variations and changes are as defined herein. It should be understood that it is considered to be within the same scope of the present invention.

본 발명은 본원에 광범위하고 일반적으로 기재되어 있다. 속명 개시 내에 포함되는 좀 더 좁은 종명 및 하부 속명 그룹 각각이 또한 본 발명의 일부를 형성한다. 여기에는 속명으로부터 임의의 대상을 제거하는 단서 또는 부정적 제한을 갖는 본 발명의 속명 기재가, 삭제된 물질이 본원에 구체적으로 언급되었는지의 여부와 관계없이 포함된다.The present invention has been described broadly and generically herein. Each of the narrower species and lower genus groups included within the generic disclosure also form part of the present invention. This includes the generic name description of the present invention with the proviso or negative limitation of removing any subject from the generic name, whether or not the deleted material is specifically mentioned herein.

<110> Danisco US Inc., Genencor Division Aehle, Wolfgang Cascao-Pereira, Luis Gustavo Kellis Jr., James T. Shaw, Andrew <120> Methods for Improving Protein Properties <130> 30973WO-2 <140> PCT/US2008/007114 <141> 2008-06-06 <150> US 60/933,307 <151> 2007-06-06 <150> US 60/933,331 <151> 2007-06-06 <150> US 60/933,312 <151> 2007-06-06 <160> 15 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 1566 <212> DNA <213> Bacillus amyloliquefaciens <400> 1 gtgggtttag gtaagaaatt gtctgttgct gtcgccgctt cctttatgag tttaaccatc 60 agtctgccgg gtgttcaggc cgctgagaat cctcagctta aagaaaacct gacgaatttt 120 gtaccgaagc attctttggt gcaatcagaa ttgccttctg tcagtgacaa agctatcaag 180 caatacttga aacaaaacgg caaagtcttt aaaggcaatc cttctgaaag attgaagctg 240 attgaccaaa cgaccgatga tctcggctac aagcacttcc gttatgtgcc tgtcgtaaac 300 ggtgtgcctg tgaaagactc tcaagtcatt attcacgtcg ataaatccaa caacgtctat 360 gcgattaacg gtgaattaaa caacgatgtt tccgccaaaa cggcaaacag caaaaaatta 420 tctgcaaatc aggcgctgga tcatgcttat aaagcgatcg gcaaatcacc tgaagccgtt 480 tctaacggaa ccgttgcaaa caaaaacaaa gccgagctga aagcagcagc cacaaaagac 540 ggcaaatacc gcctcgccta tgatgtaacc 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Ser Asn Gly Thr Val Ala Asn Lys Asn Lys Ala Glu Leu Lys Ala Ala 165 170 175 Ala Thr Lys Asp Gly Lys Tyr Arg Leu Ala Tyr Asp Val Thr Ile Arg 180 185 190 Tyr Ile Glu Pro Glu Pro Ala Asn Trp Glu Val Thr Val Asp Ala Glu 195 200 205 Thr Gly Lys Ile Leu Lys Lys Gln Asn Lys Val Glu His Ala Ala Thr 210 215 220 Thr Gly Thr Gly Thr Thr Leu Lys Gly Lys Thr Val Ser Leu Asn Ile 225 230 235 240 Ser Ser Glu Ser Gly Lys Tyr Val Leu Arg Asp Leu Ser Lys Pro Thr 245 250 255 Gly Thr Gln Ile Ile Thr Tyr Asp Leu Gln Asn Arg Glu Tyr Asn Leu 260 265 270 Pro Gly Thr Leu Val Ser Ser Thr Thr Asn Gln Phe Thr Thr Ser Ser 275 280 285 Gln Arg Ala Ala Val Asp Ala His Tyr Asn Leu Gly Lys Val Tyr Asp 290 295 300 Tyr Phe Tyr Gln Lys Phe Asn Arg Asn Ser Tyr Asp Asn Lys Gly Gly 305 310 315 320 Lys Ile Val Ser Ser Val His Tyr Gly Ser Arg Tyr Asn Asn Ala Ala 325 330 335 Trp Ile Gly Asp Gln Met Ile Tyr Gly Asp Gly Asp Gly Ser Phe Phe 340 345 350 Ser Pro Leu Ser Gly Ser Met Asp Val Thr Ala His Glu Met Thr His 355 360 365 Gly 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Asn Arg Glu 35 40 45 Tyr Asn Leu Pro Gly Thr Leu Val Ser Ser Thr Thr Asn Gln Phe Thr 50 55 60 Thr Ser Ser Gln Arg Ala Ala Val Asp Ala His Tyr Asn Leu Gly Lys 65 70 75 80 Val Tyr Asp Tyr Phe Tyr Gln Lys Phe Asn Arg Asn Ser Tyr Asp Asn 85 90 95 Lys Gly Gly Lys Ile Val Ser Ser Val His Tyr Gly Ser Arg Tyr Asn 100 105 110 Asn Ala Ala Trp Ile Gly Asp Gln Met Ile Tyr Gly Asp Gly Asp Gly 115 120 125 Ser Phe Phe Ser Pro Leu Ser Gly Ser Met Asp Val Thr Ala His Glu 130 135 140 Met Thr His Gly Val Thr Gln Glu Thr Ala Asn Leu Asn Tyr Glu Asn 145 150 155 160 Gln Pro Gly Ala Leu Asn Glu Ser Phe Ser Asp Val Phe Gly Tyr Phe 165 170 175 Asn Asp Thr Glu Asp Trp Asp Ile Gly Glu Asp Ile Thr Val Ser Gln 180 185 190 Pro Ala Leu Arg Ser Leu Ser Asn Pro Thr Lys Tyr Gly Gln Pro Asp 195 200 205 Asn Phe Lys Asn Tyr Lys Asn Leu Pro Asn Thr Asp Ala Gly Asp Tyr 210 215 220 Gly Gly Val His Thr Asn Ser Gly Ile Pro Asn Lys Ala Ala Tyr Asn 225 230 235 240 Thr Ile Thr Lys Ile Gly Val Asn Lys Ala Glu Gln Ile Tyr Tyr Arg 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Ala His Ala Ala Gly Met 85 90 95 Gln Val Tyr Ala Asp Val Val Phe Asp His Lys Gly Gly Ala Asp Gly 100 105 110 Thr Glu Trp Val Asp Ala Val Glu Val Asn Pro Ser Asp Arg Asn Gln 115 120 125 Glu Ile Ser Gly Thr Tyr Gln Ile Gln Ala Trp Thr Lys Phe Asp Phe 130 135 140 Pro Gly Arg Gly Asn Thr Tyr Ser Ser Phe Lys Trp Arg Trp Tyr His 145 150 155 160 Phe Asp Gly Val Asp Trp Asp Glu Ser Arg Lys Leu Ser Arg Ile Tyr 165 170 175 Lys Phe Arg Gly Ile Gly Lys Ala Trp Asp Trp Glu Val Asp Thr Glu 180 185 190 Asn Gly Asn Tyr Asp Tyr Leu Met Tyr Ala Asp Leu Asp Met Asp His 195 200 205 Pro Glu Val Val Thr Glu Leu Lys Asn Trp Gly Lys Trp Tyr Val Asn 210 215 220 Thr Thr Asn Ile Asp Gly Phe Arg Leu Asp Ala Val Lys His Ile Lys 225 230 235 240 Phe Gln Phe Phe Pro Asp Trp Leu Ser Tyr Val Arg Ser Gln Thr Gly 245 250 255 Lys Pro Leu Phe Thr Val Gly Glu Tyr Trp Ser Tyr Asp Ile Asn Lys 260 265 270 Leu His Asn Tyr Ile Thr Lys Thr Asn Gly Thr Met Ser Leu Phe Asp 275 280 285 Ala Pro Leu His Asn Lys Phe Tyr Thr Ala Ser Lys Ser Gly Gly Ala 290 295 300 Phe Asp Met Arg Thr Leu Met Thr Asn Thr Leu Met Lys Asp Gln Pro 305 310 315 320 Thr Leu Ala Val Thr Phe Val Asp Asn His Asp Thr Glu Pro Gly Gln 325 330 335 Ala Leu Gln Ser Trp Val Asp Pro Trp Phe Lys Pro Leu Ala Tyr Ala 340 345 350 Phe Ile Leu Thr Arg Gln Glu Gly Tyr Pro Cys Val Phe Tyr Gly Asp 355 360 365 Tyr Tyr Gly Ile Pro Gln Tyr Asn Ile Pro Ser Leu Lys Ser Lys Ile 370 375 380 Asp Pro Leu Leu Ile Ala Arg Arg Asp Tyr Ala Tyr Gly Thr Gln His 385 390 395 400 Asp Tyr Leu Asp His Ser Asp Ile Ile Gly Trp Thr Arg Glu Gly Val 405 410 415 Thr Glu Lys Pro Gly Ser Gly Leu Ala Ala Leu Ile Thr Asp Gly Pro 420 425 430 Gly Gly Ser Lys Trp Met Tyr Val Gly Lys Gln His Ala Gly Lys Val 435 440 445 Phe Tyr Asp Leu Thr Gly Asn Arg Ser Asp Thr Val Thr Ile Asn Ser 450 455 460 Asp Gly Trp Gly Glu Phe Lys Val Asn Gly Gly Ser Val Ser Val Trp 465 470 475 480 Val Pro Arg Lys Thr Thr 485 <210> 14 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic reagent <400> 14 Ala Gly Leu Ala 1 <210> 15 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic substrate <400> 15 Ala Ala Pro Phe 1 <110> Danisco US Inc., Genencor Division          Aehle, Wolfgang          Cascao-Pereira, Luis Gustavo          Kellis Jr., James T.          Shaw, Andrew <120> Methods for Improving Protein Properties <130> 30973WO-2 <140> PCT / US2008 / 007114 <141> 2008-06-06 <150> US 60 / 933,307 <151> 2007-06-06 <150> US 60 / 933,331 <151> 2007-06-06 <150> US 60 / 933,312 <151> 2007-06-06 <160> 15 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 1566 <212> DNA <213> Bacillus amyloliquefaciens <400> 1 gtgggtttag gtaagaaatt gtctgttgct gtcgccgctt cctttatgag tttaaccatc 60 agtctgccgg gtgttcaggc cgctgagaat cctcagctta aagaaaacct gacgaatttt 120 gtaccgaagc attctttggt gcaatcagaa ttgccttctg tcagtgacaa agctatcaag 180 caatacttga aacaaaacgg caaagtcttt aaaggcaatc cttctgaaag attgaagctg 240 attgaccaaa cgaccgatga tctcggctac aagcacttcc gttatgtgcc tgtcgtaaac 300 ggtgtgcctg tgaaagactc tcaagtcatt attcacgtcg ataaatccaa caacgtctat 360 gcgattaacg gtgaattaaa caacgatgtt tccgccaaaa cggcaaacag caaaaaatta 420 tctgcaaatc aggcgctgga tcatgcttat aaagcgatcg gcaaatcacc tgaagccgtt 480 tctaacggaa ccgttgcaaa caaaaacaaa gccgagctga aagcagcagc cacaaaagac 540 ggcaaatacc gcctcgccta tgatgtaacc atccgctaca tcgaaccgga acctgcaaac 600 tgggaagtaa ccgttgatgc ggaaacagga aaaatcctga aaaagcaaaa caaagtggag 660 catgccgcca caaccggaac aggtacgact cttaaaggaa aaacggtctc attaaatatt 720 tcttctgaaa gcggcaaata tgtgctgcgc gatctttcta aacctaccgg aacacaaatt 780 attacgtacg atctgcaaaa ccgcgagtat aacctgccgg gcacactcgt atccagcacc 840 acaaaccagt ttacaacttc ttctcagcgc gctgccgttg atgcgcatta caacctcggc 900 aaagtgtatg attatttcta tcagaagttt aatcgcaaca gctacgacaa taaaggcggc 960 aagatcgtat cctccgttca ttacggcagc agatacaata acgcagcctg gatcggcgac 1020 caaatgattt acggtgacgg cgacggttca ttcttctcac ctctttccgg ttcaatggac 1080 gtaaccgctc atgaaatgac acatggcgtt acacaggaaa cagccaacct gaactacgaa 1140 aatcagccgg gcgctttaaa cgaatccttc tctgatgtat tcgggtactt caacgatact 1200 gaggactggg atatcggtga agatattacg gtcagccagc cggctctccg cagcttatcc 1260 aatccgacaa aatacggaca gcctgataat ttcaaaaatt acaaaaacct tccgaacact 1320 gatgccggcg actacggcgg cgtgcataca aacagcggaa tcccgaacaa agccgcttac 1380 aatacgatta caaaaatcgg cgtgaacaaa gcggagcaga tttactatcg tgctctgacg 1440 gtatacctca ctccgtcatc aacttttaaa gatgcaaaag ccgctttgat tcaatctgcg 1500 cgggaccttt acggctctca agatgctgca agcgtagaag ctgcctggaa tgcagtcgga 1560 ttgtaa 1566 <210> 2 <211> 521 <212> PRT <213> Bacillus amyloliquefaciens <400> 2 Met Gly Leu Gly Lys Lys Leu Ser Val Ala Val Ala Ala Ser Phe Met   1 5 10 15 Ser Leu Thr Ile Ser Leu Pro Gly Val Gln Ala Ala Glu Asn Pro Gln              20 25 30 Leu Lys Glu Asn Leu Thr Asn Phe Val Pro Lys His Ser Leu Val Gln          35 40 45 Ser Glu Leu Pro Ser Val Ser Asp Lys Ala Ile Lys Gln Tyr Leu Lys      50 55 60 Gln Asn Gly Lys Val Phe Lys Gly Asn Pro Ser Glu Arg Leu Lys Leu  65 70 75 80 Ile Asp Gln Thr Thr Asp Asp Leu Gly Tyr Lys His Phe Arg Tyr Val                  85 90 95 Pro Val Val Asn Gly Val Pro Val Lys Asp Ser Gln Val Ile Ile His             100 105 110 Val Asp Lys Ser Asn Asn Val Tyr Ala Ile Asn Gly Glu Leu Asn Asn         115 120 125 Asp Val Ser Ala Lys Thr Ala Asn Ser Lys Lys Leu Ser Ala Asn Gln     130 135 140 Ala Leu Asp His Ala Tyr Lys Ala Ile Gly Lys Ser Pro Glu Ala Val 145 150 155 160 Ser Asn Gly Thr Val Ala Asn Lys Asn Lys Ala Glu Leu Lys Ala Ala                 165 170 175 Ala Thr Lys Asp Gly Lys Tyr Arg Leu Ala Tyr Asp Val Thr Ile Arg             180 185 190 Tyr Ile Glu Pro Glu Pro Ala Asn Trp Glu Val Thr Val Asp Ala Glu         195 200 205 Thr Gly Lys Ile Leu Lys Lys Gln Asn Lys Val Glu His Ala Ala Thr     210 215 220 Thr Gly Thr Gly Thr Thr Leu Lys Gly Lys Thr Val Ser Leu Asn Ile 225 230 235 240 Ser Ser Glu Ser Gly Lys Tyr Val Leu Arg Asp Leu Ser Lys Pro Thr                 245 250 255 Gly Thr Gln Ile Ile Thr Tyr Asp Leu Gln Asn Arg Glu Tyr Asn Leu             260 265 270 Pro Gly Thr Leu Val Ser Ser Thr Thr Asn Gln Phe Thr Thr Ser Ser         275 280 285 Gln Arg Ala Ala Val Asp Ala His Tyr Asn Leu Gly Lys Val Tyr Asp     290 295 300 Tyr Phe Tyr Gln Lys Phe Asn Arg Asn Ser Tyr Asp Asn Lys Gly Gly 305 310 315 320 Lys Ile Val Ser Ser Val His Tyr Gly Ser Arg Tyr Asn Asn Ala Ala                 325 330 335 Trp Ile Gly Asp Gln Met Ile Tyr Gly Asp Gly Asp Gly Ser Phe Phe             340 345 350 Ser Pro Leu Ser Gly Ser Met Asp Val Thr Ala His Glu Met Thr His         355 360 365 Gly Val Thr Gln Glu Thr Ala Asn Leu Asn Tyr Glu Asn Gln Pro Gly     370 375 380 Ala Leu Asn Glu Ser Phe Ser Asp Val Phe Gly Tyr Phe Asn Asp Thr 385 390 395 400 Glu Asp Trp Asp Ile Gly Glu Asp Ile Thr Val Ser Gln Pro Ala Leu                 405 410 415 Arg Ser Leu Ser Asn Pro Thr Lys Tyr Gly Gln Pro Asp Asn Phe Lys             420 425 430 Asn Tyr Lys Asn Leu Pro Asn Thr Asp Ala Gly Asp Tyr Gly Gly Val         435 440 445 His Thr Asn Ser Gly Ile Pro Asn Lys Ala Ala Tyr Asn Thr Ile Thr     450 455 460 Lys Ile Gly Val Asn Lys Ala Glu Gln Ile Tyr Tyr Arg Ala Leu Thr 465 470 475 480 Val Tyr Leu Thr Pro Ser Ser Thr Phe Lys Asp Ala Lys Ala Ala Leu                 485 490 495 Ile Gln Ser Ala Arg Asp Leu Tyr Gly Ser Gln Asp Ala Ala Ser Val             500 505 510 Glu Ala Ala Trp Asn Ala Val Gly Leu         515 520 <210> 3 <211> 300 <212> PRT <213> Bacillus amyloliquefaciens <400> 3 Ala Ala Thr Thr Gly Thr Gly Thr Thr Leu Lys Gly Lys Thr Val Ser   1 5 10 15 Leu Asn Ile Ser Ser Glu Ser Gly Lys Tyr Val Leu Arg Asp Leu Ser              20 25 30 Lys Pro Thr Gly Thr Gln Ile Ile Thr Tyr Asp Leu Gln Asn Arg Glu          35 40 45 Tyr Asn Leu Pro Gly Thr Leu Val Ser Ser Thr Thr Asn Gln Phe Thr      50 55 60 Thr Ser Ser Gln Arg Ala Ala Val Asp Ala His Tyr Asn Leu Gly Lys  65 70 75 80 Val Tyr Asp Tyr Phe Tyr Gln Lys Phe Asn Arg Asn Ser Tyr Asp Asn                  85 90 95 Lys Gly Gly Lys Ile Val Ser Ser Val His Tyr Gly Ser Arg Tyr Asn             100 105 110 Asn Ala Ala Trp Ile Gly Asp Gln Met Ile Tyr Gly Asp Gly Asp Gly         115 120 125 Ser Phe Phe Ser Pro Leu Ser Gly Ser Met Asp Val Thr Ala His Glu     130 135 140 Met Thr His Gly Val Thr Gln Glu Thr Ala Asn Leu Asn Tyr Glu Asn 145 150 155 160 Gln Pro Gly Ala Leu Asn Glu Ser Phe Ser Asp Val Phe Gly Tyr Phe                 165 170 175 Asn Asp Thr Glu Asp Trp Asp Ile Gly Glu Asp Ile Thr Val Ser Gln             180 185 190 Pro Ala Leu Arg Ser Leu Ser Asn Pro Thr Lys Tyr Gly Gln Pro Asp         195 200 205 Asn Phe Lys Asn Tyr Lys Asn Leu Pro Asn Thr Asp Ala Gly Asp Tyr     210 215 220 Gly Gly Val His Thr Asn Ser Gly Ile Pro Asn Lys Ala Ala Tyr Asn 225 230 235 240 Thr Ile Thr Lys Ile Gly Val Asn Lys Ala Glu Gln Ile Tyr Tyr Arg                 245 250 255 Ala Leu Thr Val Tyr Leu Thr Pro Ser Ser Thr Phe Lys Asp Ala Lys             260 265 270 Ala Ala Leu Ile Gln Ser Ala Arg Asp Leu Tyr Gly Ser Gln Asp Ala         275 280 285 Ala Ser Val Glu Ala Ala Trp Asn Ala Val Gly Leu     290 295 300 <210> 4 <211> 46 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic primer <400> 4 ctgcaggaat tcagatctta acatttttcc cctatcattt ttcccg 46 <210> 5 <211> 46 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic primer <400> 5 ggatccaagc ttcccgggaa aagacatata tgatcatggt gaagcc 46 <210> 6 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic primer <400> 6 gtcagtcaga tcttccttca ggttatgacc 30 <210> 7 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic primer <400> 7 gtctcgaaga tctgattgct taactgcttc 30 <210> 8 <211> 50 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic primer <400> 8 ggtacgactc ttaaaggaaa aagagtctca ttaaatattt cttctgaaag 50 <210> 9 <211> 49 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic primer <400> 9 gtctcattaa atatttcttc tgaaagaggc aaatatgtgc tgcgcgatc 49 <210> 10 <211> 50 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic primer <400> 10 ctcattaaat atttcttctg aaagcagagg caaatatgtg ctgcgcgatc 50 <210> 11 <211> 45 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic primer <400> 11 cacaaattat tacgtacgat ctgcaaaaac gcgagtataa cctgc 45 <210> 12 <211> 43 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic primer <400> 12 gtataacctg ccgggcagac tcgtatccag caccacaaac cag 43 <210> 13 <211> 486 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic amylase <400> 13 Ala Ala Pro Phe Asn Gly Thr Met Met Gln Tyr Phe Glu Trp Tyr Leu   1 5 10 15 Pro Asp Asp Gly Thr Leu Trp Thr Lys Val Ala Asn Glu Ala Asn Asn              20 25 30 Leu Ser Ser Leu Gly Ile Thr Ala Leu Trp Leu Pro Pro Ala Tyr Lys          35 40 45 Gly Thr Ser Arg Ser Asp Val Gly Tyr Gly Val Tyr Asp Leu Tyr Asp      50 55 60 Leu Gly Glu Phe Asn Gln Lys Gly Thr Val Arg Thr Lys Tyr Gly Thr  65 70 75 80 Lys Ala Gln Tyr Leu Gln Ala Ile Gln Ala Ala His Ala Ala Gly Met                  85 90 95 Gln Val Tyr Ala Asp Val Val Phe Asp His Lys Gly Gly Ala Asp Gly             100 105 110 Thr Glu Trp Val Asp Ala Val Glu Val Asn Pro Ser Asp Arg Asn Gln         115 120 125 Glu Ile Ser Gly Thr Tyr Gln Ile Gln Ala Trp Thr Lys Phe Asp Phe     130 135 140 Pro Gly Arg Gly Asn Thr Tyr Ser Ser Phe Lys Trp Arg Trp Tyr His 145 150 155 160 Phe Asp Gly Val Asp Trp Asp Glu Ser Arg Lys Leu Ser Arg Ile Tyr                 165 170 175 Lys Phe Arg Gly Ile Gly Lys Ala Trp Asp Trp Glu Val Asp Thr Glu             180 185 190 Asn Gly Asn Tyr Asp Tyr Leu Met Tyr Ala Asp Leu Asp Met Asp His         195 200 205 Pro Glu Val Val Thr Glu Leu Lys Asn Trp Gly Lys Trp Tyr Val Asn     210 215 220 Thr Thr Asn Ile Asp Gly Phe Arg Leu Asp Ala Val Lys His Ile Lys 225 230 235 240 Phe Gln Phe Phe Pro Asp Trp Leu Ser Tyr Val Arg Ser Gln Thr Gly                 245 250 255 Lys Pro Leu Phe Thr Val Gly Glu Tyr Trp Ser Tyr Asp Ile Asn Lys             260 265 270 Leu His Asn Tyr Ile Thr Lys Thr Asn Gly Thr Met Ser Leu Phe Asp         275 280 285 Ala Pro Leu His Asn Lys Phe Tyr Thr Ala Ser Lys Ser Gly Gly Ala     290 295 300 Phe Asp Met Arg Thr Leu Met Thr Asn Thr Leu Met Lys Asp Gln Pro 305 310 315 320 Thr Leu Ala Val Thr Phe Val Asp Asn His Asp Thr Glu Pro Gly Gln                 325 330 335 Ala Leu Gln Ser Trp Val Asp Pro Trp Phe Lys Pro Leu Ala Tyr Ala             340 345 350 Phe Ile Leu Thr Arg Gln Glu Gly Tyr Pro Cys Val Phe Tyr Gly Asp         355 360 365 Tyr Tyr Gly Ile Pro Gln Tyr Asn Ile Pro Ser Leu Lys Ser Lys Ile     370 375 380 Asp Pro Leu Leu Ile Ala Arg Arg Asp Tyr Ala Tyr Gly Thr Gln His 385 390 395 400 Asp Tyr Leu Asp His Ser Asp Ile Ile Gly Trp Thr Arg Glu Gly Val                 405 410 415 Thr Glu Lys Pro Gly Ser Gly Leu Ala Ala Leu Ile Thr Asp Gly Pro             420 425 430 Gly Gly Ser Lys Trp Met Tyr Val Gly Lys Gln His Ala Gly Lys Val         435 440 445 Phe Tyr Asp Leu Thr Gly Asn Arg Ser Asp Thr Val Thr Ile Asn Ser     450 455 460 Asp Gly Trp Gly Glu Phe Lys Val Asn Gly Gly Ser Val Ser Val Trp 465 470 475 480 Val Pro Arg Lys Thr Thr                 485 <210> 14 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic reagent <400> 14 Ala Gly Leu Ala   One <210> 15 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic substrate <400> 15 Ala Ala Pro Phe   One  

Claims (32)

실시가능한 순서로 하기 단계를 포함하는, 개선된 단백질 변이체를 생성하는 방법: A method of producing an improved protein variant, comprising the following steps in a feasible order: a) 제 1 특성의 제 1 시험 및 제 2 특성의 제 2 시험에서 다수의 단일-치환된 단백질 변이체를 시험하는 단계, 여기서 모체 단백질의 특성은 각각의 시험에서 1.0의 값으로 주어지고, 유리한 제 1 또는 제 2 특성은 1.0 초과의 값을 가지고, 과도하게 불리한 제 1 또는 제 2 특성은 약 0.80 미만의 값을 가짐; a) testing a plurality of mono-substituted protein variants in a first test of a first property and a second test of a second property, wherein the properties of the parent protein are given a value of 1.0 in each test, The first or second property has a value of greater than 1.0 and the first or second property that is excessively disadvantageous has a value of less than about 0.80; b) 유리한 제 1 특성과 연관되고 과도하게 불리한 제 2 특성과는 연관되지 않는 단일-치환된 단백질 변이체 중 하나 이상에서의 치환을 확인하는 단계; b) identifying a substitution in one or more of the mono-substituted protein variants that are associated with the first advantageous property and not the second property that are excessively disadvantageous; c) 유리한 제 2 특성과 연관되고 과도하게 불리한 제 1 특성과는 연관되지 않는 단일-치환된 단백질 변이체 중 하나 이상에서의 치환을 확인하는 단계; c) identifying a substitution in at least one of the mono-substituted protein variants associated with the second advantageous property and not overly unfavorable the first property; d) 단계 b)로부터의 치환 및 단계 c)로부터의 치환을 단백질에 도입하여 다중-치환된 단백질 변이체를 수득하는 단계, 여기서 상기 다중-치환된 단백질 변이체는 개선된 단백질 변이체임. d) introducing the substitution from step b) and the substitution from step c) into a protein to obtain a multi-substituted protein variant, wherein said multi-substituted protein variant is an improved protein variant. 제 1 항에 있어서, 하기 단계를 추가로 포함하는 방법:The method of claim 1 further comprising the following steps: e) 제 1 시험 및 제 2 시험에서 다중-치환된 단백질 변이체를 시험하는 단계, 여기서, 개선된 단백질 변이체는 제 1 및 제 2 시험 모두에서 1.0 초과의 값을 달성하거나, 또는 제 1 시험에서 1.0 초과의 값을 달성하고 제 2 시험에서 0.80 내 지 1.0의 값을 달성함. e) testing the multi-substituted protein variants in the first and second trials, wherein the improved protein variants achieve values greater than 1.0 in both the first and second trials, or 1.0 in the first trial. Achieve values exceeding and achieving a value between 0.80 and 1.0 in the second test. 제 2 항에 있어서, 상기 모체 단백질이 효소이고, 상기 개선된 단백질 변이체들이 효소들인 방법.3. The method of claim 2, wherein said parent protein is an enzyme and said improved protein variants are enzymes. 제 3 항에 있어서, 상기 효소가 프로테아제, 아밀라아제, 셀룰라아제, 폴리에스테라아제, 에스테라아제, 리파아제, 큐티나아제, 펙티나아제, 옥시다아제, 트랜스퍼라아제 및 카탈라아제에서 선택되는 방법.4. The method of claim 3, wherein said enzyme is selected from proteases, amylases, cellulases, polyesterases, esterases, lipases, cutinases, pectinase, oxidases, transferases and catalases. 제 4 항에 있어서, 상기 효소가 프로테아제 또는 아밀라아제인 방법. The method of claim 4, wherein the enzyme is a protease or amylase. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 관심 특성이 기질 결합, 효소 억제, 발현, 세제에서의 안정성, 열 안정성, 반응 속도, 반응 정도, 열 활성, 전분 액화, 생물량 분해, 당화, 에스테르 가수분해, 효소적 표백, 세척 성능 및 직물 개질로 이루어지는 군 중 둘 이상을 포함하는 방법. 4. The method of claim 3, wherein the first and second properties of interest are substrate binding, enzyme inhibition, expression, stability in detergents, thermal stability, reaction rate, degree of reaction, thermal activity, starch liquefaction, biomass degradation, glycosylation, ester valence A process comprising at least two of the group consisting of degradation, enzymatic bleaching, washing performance and fabric modification. 제 3 항에 있어서, 개선된 단백질 변이체를 생성하는 것을 추가로 포함하는 방법.4. The method of claim 3, further comprising generating an improved protein variant. 제 3 항에 있어서, 제 1 및 제 2 특성이 역 (negatively) 상관 관계가 있는 방법.4. The method of claim 3, wherein the first and second characteristics are negatively correlated. 제 3 항에 있어서, 상기 유리한 제 1 또는 제 2 특성이 약 1.2 초과의 값을 갖는 방법.4. The method of claim 3, wherein said advantageous first or second property has a value greater than about 1.2. 제 3 항에 있어서, 상기 과도하게 불리한 제 1 또는 제 2 특성이 약 0.60 미만의 값을 갖는 방법.4. The method of claim 3, wherein said excessively adverse first or second characteristic has a value of less than about 0.60. 제 10 항에 있어서, 상기 과도하게 불리한 제 1 또는 제 2 특성이 약 0.40 미만의 값을 갖는 방법.The method of claim 10, wherein said excessively adverse first or second characteristic has a value of less than about 0.40. 제 3 항에 있어서, 제 1 특성이 안정성이고, 제 2 특성이 세척 성능인 방법.4. The method of claim 3 wherein the first property is stability and the second property is wash performance. 제 12 항에 있어서, 상기 안정성이 세제 조성물에서의 안정성을 포함하고, 세척 성능이 혈액 우유 잉크 (BMI) 세척 성능을 포함하는 방법.13. The method of claim 12, wherein said stability comprises stability in detergent compositions and said cleaning performance comprises blood milk ink (BMI) cleaning performance. 제 13 항에 있어서, 상기 세척 성능을 약 5 내지 약 12의 pH를 갖는 액체 세제 조성물 또는 분말에서 시험하는 방법.The method of claim 13, wherein said cleaning performance is tested in a liquid detergent composition or powder having a pH of about 5 to about 12. 제 13 항에 있어서, 상기 세척 성능을 염기성 pH를 갖는 냉수 액체 세제에서 시험하는 방법.The method of claim 13, wherein said washing performance is tested in a cold water liquid detergent having a basic pH. 제 3 항에 있어서, 제 1 특성이 단백질 발현이고, 제 2 특성이 효소적 활성인 방법.4. The method of claim 3 wherein the first property is protein expression and the second property is enzymatic activity. 제 4 항에 있어서, 상기 프로테아제가 중성 메탈로프로테아제 및 세린 프로테아제에서 선택되는 방법.5. The method of claim 4, wherein said protease is selected from neutral metalloproteases and serine proteases. 제 13 항에 있어서, 상기 세린 프로테아제가 서브틸리신 (subtilisin)인 방법.The method of claim 13, wherein said serine protease is subtilisin. 제 17 항에 있어서, 상기 중성 메탈로프로테아제가 바실라세아에 과 (family Bacillaceae)의 일원으로부터 수득한 중성 메탈로프로테아제인 방법.18. The method of claim 17, wherein the neutral metalloprotease is a neutral metalloprotease obtained from a member of the family Bacillaceae. 제 4 항에 있어서, 상기 아밀라아제가 바실라세아에 과의 일원으로부터 수득한 알파 아밀라아제인 방법.5. The method of claim 4, wherein said amylase is an alpha amylase obtained from a member of the family Basilaceae. 제 3 항에 있어서, 치환 중 하나 이상이 모체 효소에 관해 0, -1 또는 -2의 순 전하 변화를 포함하는 방법. 4. The method of claim 3, wherein at least one of the substitutions comprises a net charge change of 0, -1 or -2 with respect to the parent enzyme. 제 3 항에 있어서, 치환 중 하나 이상이 모체 효소에 관해 +1 또는 +2의 순 전하 변화를 포함하는 방법.4. The method of claim 3, wherein at least one of the substitutions comprises a net charge change of +1 or +2 relative to the parent enzyme. 제 3 항에 있어서, 치환 중 하나 이상이 모체 효소에 관해 0, -1 또는 -2의 순 전하 변화를 포함하는 방법.4. The method of claim 3, wherein at least one of the substitutions comprises a net charge change of 0, -1 or -2 with respect to the parent enzyme. 제 3 항에 있어서, 치환 중 하나 이상이 모체 효소에 관해 +1 또는 +2의 순 전하 변화를 포함하는 방법.4. The method of claim 3, wherein at least one of the substitutions comprises a net charge change of +1 or +2 relative to the parent enzyme. 제 3 항에 있어서, 상기 개선된 효소 변이체가 모체 효소에 관해 +1 또는 +2의 순 전하 변화를 갖는 방법.4. The method of claim 3, wherein said improved enzyme variant has a net charge change of +1 or +2 relative to the parent enzyme. 제 3 항에 있어서, 치환이 약 25% 초과의 용매 접근가능 표면 (SAS)을 갖는 모체 효소에서의 위치에 있는 방법.4. The method of claim 3 wherein the substitution is in position at the parent enzyme having greater than about 25% solvent accessible surface (SAS). 제 3 항에 있어서, 치환이 약 50% 초과 또는 약 65% 초과의 용매 접근가능 표면 (SAS)을 갖는 모체 효소에서의 위치에 있는 방법.The method of claim 3, wherein the substitution is in position at the parent enzyme with greater than about 50% or greater than about 65% solvent accessible surface (SAS). 제 3 항에 있어서, 상기 모체 효소가 야생형 효소인 방법.4. The method of claim 3, wherein said parent enzyme is a wild type enzyme. 제 3 항의 방법에 따라 생성된, 개선된 단백질 변이체를 포함하는 세정 조성물.A cleaning composition comprising the improved protein variant produced according to the method of claim 3. SEQ ID NO:3에서 설명한 아미노산 서열을 포함하는 중성 메탈로프로테아제에서의 위치와 동등한 위치에서 만들어진 아미노산의 하나 이상의 치환을 포함하는 아미노산 서열을 갖는, 단리된 중성 메탈로프로테아제 변이체.An isolated neutral metalloprotease variant having an amino acid sequence comprising one or more substitutions of amino acids made at a position equivalent to a position in the neutral metalloprotease comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3. 제 30 항에 있어서, 상기 하나 이상의 치환이 SEQ ID NO:3에서 설명한 상기 아미노산 서열의 위치 83과 동등한 위치에서 만들어지는, 단리된 중성 메탈로프로테아제.31. The isolated neutral metalloprotease of claim 30, wherein said one or more substitutions are made at positions equivalent to position 83 of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3. 제 31 항에 있어서, 상기 치환이 L83K인, 단리된 중성 메탈로프로테아제.32. The isolated neutral metalloprotease of claim 31, wherein said substitution is L83K.
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Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2367505T3 (en) * 1997-10-23 2011-11-04 Danisco Us Inc. PROTEASE VARIANTS WITH MULTIPLE SUBSTITUTIONS WITH ALTERED NET LOAD FOR USE IN DETERGENTS.
AU2002254876A1 (en) 2001-05-15 2002-11-25 Novozymes A/S Alpha-amylase variant with altered properties
BRPI0812206A2 (en) * 2007-06-06 2014-10-14 Danisco Us Inc Genencor Div METHODS TO IMPROVE PROTEIN PERFORMANCE
US8206966B2 (en) * 2007-11-05 2012-06-26 Danisco Us Inc. Alpha-amylase variants with altered properties
NZ584434A (en) 2007-11-05 2011-12-22 Danisco Us Inc VARIANTS OF BACILLUS sp. TS-23 ALPHA-AMYLASE WITH ALTERED PROPERTIES
MX2010006576A (en) 2007-12-13 2010-10-15 Danisco Us Inc Compositions and methods for producing isoprene.
KR20100109945A (en) 2008-02-04 2010-10-11 다니스코 유에스 인크. Ts23 alpha-amylase variants with altered properties
WO2009132220A2 (en) 2008-04-23 2009-10-29 Danisco Us Inc. Isoprene synthase variants for improved microbial production of isoprene
JP5690721B2 (en) * 2008-06-06 2015-03-25 ダニスコ・ユーエス・インク Compositions and methods comprising cellulase variants with reduced affinity for non-cellulose materials
EP2447361B1 (en) 2008-06-06 2014-10-08 Danisco US Inc. Geobacillus stearothermophilus alpha-amylase (AMYS) variants with improved properties
WO2010036515A1 (en) 2008-09-25 2010-04-01 Danisco Us Inc. Alpha-amylase blends and methods for using said blends
MX2011009009A (en) * 2009-02-27 2011-09-15 Iogen Energy Corp Novel lignin-resistant cellulase enzymes.
US8852912B2 (en) * 2009-04-01 2014-10-07 Danisco Us Inc. Compositions and methods comprising alpha-amylase variants with altered properties
US8518686B2 (en) 2009-04-23 2013-08-27 Danisco Us Inc. Three-dimensional structure of isoprene synthase and its use thereof for generating variants
BRPI1010957A2 (en) 2009-06-03 2018-02-06 Danisco Us Inc cellulase variants with improved expression, activity and / or stability and use thereof.
EP2451914A1 (en) * 2009-07-09 2012-05-16 The Procter & Gamble Company A catalytic laundry detergent composition comprising relatively low levels of water-soluble electrolyte
AR076311A1 (en) * 2009-07-31 2011-06-01 Danisco Us Inc PROTEASES WITH MODIFIED PRE-PRO REGIONS
JP5882904B2 (en) * 2009-12-09 2016-03-09 ザ プロクター アンド ギャンブルカンパニー Fabric care products and home care products
BR112012014082B1 (en) * 2009-12-09 2020-12-15 Danisco Us Inc isolated protease variant and its production method, isolated nucleic acid, expression vector, recombinant host cell, composition and method for cleaning an item or surface in need of cleaning
FI20096371A0 (en) * 2009-12-21 2009-12-21 Turun Yliopisto Method of Mutagenization
WO2011130222A2 (en) * 2010-04-15 2011-10-20 Danisco Us Inc. Compositions and methods comprising variant proteases
US20120067373A1 (en) * 2010-04-15 2012-03-22 Philip Frank Souter Automatic Dishwashing Detergent Composition
HUE034524T2 (en) * 2010-05-06 2018-02-28 Procter & Gamble Consumer products with protease variants
US8759064B2 (en) 2010-05-14 2014-06-24 Codexis, Inc. Cellobiohydrolase variants
CA2816306A1 (en) 2010-10-27 2012-05-03 Danisco Us Inc. Isoprene synthase variants for improved production of isoprene
CN109371002A (en) * 2011-03-17 2019-02-22 丹尼斯科美国公司 Cellulase composition and using same combination for improving lignocellulosic biomass conversion into the method for fermentable sugars
CA2833583A1 (en) * 2011-04-27 2012-11-01 Codexis, Inc. Cellobiohydrolase variants
DK2726607T3 (en) 2011-06-30 2018-11-05 Novozymes As ALFA-amylase variants
US8945903B2 (en) 2011-08-23 2015-02-03 Codexis, Inc. Cellobiohydrolase variants
CN104350149A (en) 2012-01-26 2015-02-11 诺维信公司 Use of polypeptides having protease activity in animal feed and detergents
JP6067409B2 (en) 2012-04-10 2017-01-25 花王株式会社 Method for improving solubility of alkaline protease
US9163263B2 (en) 2012-05-02 2015-10-20 The Goodyear Tire & Rubber Company Identification of isoprene synthase variants with improved properties for the production of isoprene
WO2013177153A1 (en) 2012-05-21 2013-11-28 Danisco Us Inc. Trichoderma hydrophobin production
BR112014031882A2 (en) 2012-06-20 2017-08-01 Novozymes As use of an isolated polypeptide, polypeptide, composition, isolated polynucleotide, nucleic acid construct or expression vector, recombinant expression host cell, methods for producing a polypeptide, for enhancing the nutritional value of an animal feed, and for the treatment of protein, use of at least one polypeptide, animal feed additive, animal feed, and detergent composition
MX2015010078A (en) 2013-02-06 2016-01-25 Novozymes As Use of polypeptides having protease activity in animal feed.
EP3004341B1 (en) 2013-05-29 2017-08-30 Danisco US Inc. Novel metalloproteases
CN114634921A (en) * 2013-06-06 2022-06-17 诺维信公司 Alpha-amylase variants and polynucleotides encoding same
WO2016201040A1 (en) 2015-06-09 2016-12-15 Danisco Us Inc. Water-triggered enzyme suspension
TWI571472B (en) * 2015-11-02 2017-02-21 基酵生物科技股份有限公司 Thermostable pectate lyase
CA3027745A1 (en) * 2016-06-17 2017-12-21 Danisco Us Inc. Protease variants and uses thereof
WO2019108599A1 (en) * 2017-11-29 2019-06-06 Danisco Us Inc Subtilisin variants having improved stability
CN108707595B (en) * 2018-07-03 2021-07-27 华东理工大学 Method for improving yield of cellulase produced by fungi
CN113284562B (en) * 2021-06-07 2021-12-24 中国农业科学院农业基因组研究所 Enzyme improvement method
CN114295902B (en) * 2021-12-30 2024-03-08 陕西科技大学 Method for measuring surface charge density of lignin fiber
WO2023225459A2 (en) 2022-05-14 2023-11-23 Novozymes A/S Compositions and methods for preventing, treating, supressing and/or eliminating phytopathogenic infestations and infections
CN117352043B (en) * 2023-12-06 2024-03-05 江苏正大天创生物工程有限公司 Protein design method and system based on neural network

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4801537A (en) * 1984-06-08 1989-01-31 Genex Corporation Vector for expression of polypeptides in bacilli
US4965188A (en) * 1986-08-22 1990-10-23 Cetus Corporation Process for amplifying, detecting, and/or cloning nucleic acid sequences using a thermostable enzyme
US4683195A (en) * 1986-01-30 1987-07-28 Cetus Corporation Process for amplifying, detecting, and/or-cloning nucleic acid sequences
US4683202A (en) * 1985-03-28 1987-07-28 Cetus Corporation Process for amplifying nucleic acid sequences
US5322770A (en) * 1989-12-22 1994-06-21 Hoffman-Laroche Inc. Reverse transcription with thermostable DNA polymerases - high temperature reverse transcription
US5324653A (en) * 1988-02-11 1994-06-28 Gist-Brocades N.V. Recombinant genetic means for the production of serine protease muteins
PT89702B (en) 1988-02-11 1994-04-29 Gist Brocades Nv PROCESS FOR PREPARING NEW PROTEOLITIC ENZYMES AND DETERGENTS THAT CONTAINS THEM
DK316989D0 (en) * 1989-06-26 1989-06-26 Novo Nordisk As ENZYMES
US5665587A (en) * 1989-06-26 1997-09-09 Novo Nordisk A/S Modified subtilisins and detergent compositions containing same
DE4224125A1 (en) 1991-07-27 1993-01-28 Solvay Enzymes Gmbh & Co Kg METHOD FOR IMPROVING THE STABILITY OF ENZYMS AND STABILIZED ENZYMES
CZ79196A3 (en) 1993-09-15 1996-06-12 Procter & Gamble Subtilisine bpn°variants with reduced adsorption and increased hydrolysis, cleaning agent containing such variants and a gene encoding said variant
JPH09503130A (en) * 1993-10-04 1997-03-31 ノボ ノルディスク アクティーゼルスカブ Enzyme preparation comprising a modified enzyme
WO1995020663A2 (en) * 1994-01-27 1995-08-03 Rijksuniversiteit Te Groningen THERMOSTABLE VARIANTS OF NEUTRAL PROTEASES OF BACILLUS STEAROTHERMOPHILUS AND $i(BACILLUS THERMOPROTEOLYTICUS)
US6211134B1 (en) * 1996-05-14 2001-04-03 Genecor International, Inc. Mutant α-amylase
MA24811A1 (en) * 1997-10-23 1999-12-31 Procter & Gamble WASHING COMPOSITIONS CONTAINING MULTISUBSTITUTED PROTEASE VARIANTS
RU2252958C2 (en) * 1997-10-23 2005-05-27 Джененкор Интернэшнл, Инк. Subtilisin variant (variants), dna encoding the same, expression vector, cleaning composition, animal feed, composition for cloth treatment
BRPI9813328B1 (en) 1997-10-30 2016-04-12 Novo Nordisk As alpha-amylase variant, recombinant expression vector, use of an alpha-amylase variant, detergent additive, detergent composition, and manual or automatic laundry composition
CA2310454C (en) * 1997-11-21 2012-01-24 Novo Nordisk A/S Protease variants and compositions
JP2002500019A (en) 1997-12-24 2002-01-08 ジェネンコア インターナショナル インコーポレーテッド Improved analytical method for preferred enzymes and / or preferred detergent compositions
EP1124987A2 (en) * 1998-10-23 2001-08-22 The Procter & Gamble Company Methods for screening protease variants for use in detergent compositions
US6376450B1 (en) * 1998-10-23 2002-04-23 Chanchal Kumar Ghosh Cleaning compositions containing multiply-substituted protease variants
AU3464199A (en) * 1999-04-01 2000-10-23 Procter & Gamble Company, The A detergent composition containing a metallo-protease
DE60134752D1 (en) 2000-08-11 2008-08-21 Genencor Int TRANSFORMING BACILLUS, TRANSFORMED AND MUTANT LIBRARIES
US6582914B1 (en) * 2000-10-26 2003-06-24 Genencor International, Inc. Method for generating a library of oligonucleotides comprising a controlled distribution of mutations
EP2287321B1 (en) 2002-01-16 2014-08-13 Danisco US Inc. Multiply-substituted protease variants
EP1523553B1 (en) * 2002-01-16 2009-12-02 Genencor International, Inc. Multiply-substituted protease variants
WO2003076580A2 (en) 2002-03-05 2003-09-18 Genencor International, Inc. High throughput mutagenesis screening method
US7893014B2 (en) * 2006-12-21 2011-02-22 Gregory Van Buskirk Fabric treatment for stain release
US20030192130A1 (en) * 2002-04-09 2003-10-16 Kaaret Thomas Walter Fabric treatment for stain release
WO2003088911A2 (en) * 2002-04-17 2003-10-30 Roberto Crea Universal libraries for immunoglobulins
RU2237065C2 (en) * 2002-10-03 2004-09-27 Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Chimeric peptide immunogenic library mimicking genetic diversity of hypervariable region of protein v3 of human immunodeficiency virus envelope gp120
DK1627049T3 (en) 2003-05-29 2010-05-31 Genencor Int New Trichoderma Genes
BRPI0412007A (en) * 2003-06-27 2006-08-15 Bioren Inc look-through mutagenesis
CA2531494A1 (en) * 2003-07-11 2005-01-20 Novozymes A/S Method of screening for improved specific activity of enzymes
DK1680507T3 (en) * 2003-11-06 2011-10-10 Danisco Us Inc Bacterial expression of protease inhibitors and variants thereof
CA2546451A1 (en) * 2003-11-19 2005-06-09 Genencor International, Inc. Serine proteases, nucleic acids encoding serine enzymes and vectors and host cells incorporating same
EP1689859B1 (en) * 2003-12-03 2011-03-02 Genencor International, Inc. Perhydrolase
WO2005117756A2 (en) * 2004-05-27 2005-12-15 Genencor International, Inc. Acid-stable alpha amylases having granular starch hydrolyzing activity and enzyme compositions
US20060040327A1 (en) * 2004-08-18 2006-02-23 Terry Amiss Methods of screening proteins
WO2006074005A2 (en) * 2004-12-30 2006-07-13 Genencor International, Inc. Variant hypocrea jecorina cbh2 cellulases
US20080293610A1 (en) 2005-10-12 2008-11-27 Andrew Shaw Use and production of storage-stable neutral metalloprotease
ES2388753T3 (en) * 2006-06-23 2012-10-18 Danisco Us Inc. Systematic evaluation of the relationships between sequence and activity using site evaluation libraries for multiple properties engineering
BRPI0812206A2 (en) * 2007-06-06 2014-10-14 Danisco Us Inc Genencor Div METHODS TO IMPROVE PROTEIN PERFORMANCE

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